[发明专利]一种高强度高耐磨的合金灰铸铁气缸套及其制备方法

说明书

本发明提供了一种合金灰铸铁气缸套，由气缸套坯料经过热处理后得到；所述气缸套坯料的基体组织中包括马氏体；所述合金灰铸铁气缸套的基体组织中包括回火索氏体。本发明提供的高强度高耐磨的含有珠光体组织的合金灰铸铁气缸套，通过对合金灰铸铁气缸套制备过程进行改进，在过程中使得气缸套的基体组织先形成马氏体组织，再通过高温回火，形成回火索氏体，使得本发明制备的合金灰铸铁气缸套抗拉强度能达到500Mpa以上，有效的解决了现有的珠光体在铸态下不可能达到500Mpa的局限。本发明制备的合金灰铸铁气缸套具有较高的抗拉强度、硬度、弹性模量和耐高爆发压力，良好的耐磨性；同时制备工艺简单、稳定，使用寿命较长。

技术领域

本发明属于合金灰铸铁气缸套制造技术领域，涉及一种合金灰铸铁气缸套及其制备方法，尤其涉及一种高强度高耐磨的合金灰铸铁气缸套及其制备方法。

背景技术

汽车发动机是汽车的心脏部件，是由曲柄连杆机构和配气机构两大机构，以及冷却、润滑、点火、燃料供给、启动系统等五大系统组成。汽车发动机的工作腔称作汽缸，汽缸内表面为圆柱形。在汽缸内作往复运动的活塞通过活塞销与连杆的一端铰接，连杆的另一端则与曲轴相连，曲轴由气缸体上的轴承支承，可在轴承内转动，构成曲柄连杆机构。机体是构成发动机的骨架，是发动机各机构和各系统的安装基础，其内、外安装着发动机的所有主要零件和附件，承受各种载荷。因此，机体必须要有足够的强度和刚度。机体组主要由气缸体、气缸套、气缸盖和气缸垫等零件组成。

这其中，气缸套是发动机的关键零件之一，是一个圆筒形零件，置于机体的气缸体孔中，上由气缸盖压紧固定。活塞在其内孔作往复运动，其外有冷却水冷却。气缸套与缸盖、活塞共同构成气缸工作空间，有时还会承受活塞侧推力，成为活塞往复运动的导程。在发动机运行过程中，气缸套内表受高温高压燃气直接作用，并始终与活塞环及活塞裙部发生高速滑动摩擦。外表与冷却水接触，在较大温差下产生严重热应力，受冷却水腐蚀。活塞对缸套的侧推力不仅加剧其内表摩擦，并使其产生弯曲。侧推力改变方向时，活塞还撞击缸套。此外还受到较大的安装预紧力。同时，气体压力使气缸壁产生切向拉应力和径向压应力，并且在内表面最大，而且都是高频脉动应力。此外，因缸壁内外温差产生极大的热应力，一般温度下使内表面产生压应力而冷却面存在拉应力。但在特高气温下，近内表面金属蠕变塑性变形，而冷却后即在内表面形成残余拉应力，这种随起动、停车变化引起的低频应力会使材料疲劳。

正是由于气缸套的工作环境恶劣，承受着很高的爆发压力，又要持久耐用，因此对缸套部件的材料就要有着较高的要求，应有足够的强度、刚度和耐热性能，还应具有较好的耐磨性能。工作中应有良好润滑和冷却性能。所以，缸套一般采用耐磨合金铸铁作材料，如HT25-47、HP-CuCrMo等。但是随着发动机行业的发展，为了满足机械零构件对材质性能的更高的要求，研制更高抗拉强度的灰铸铁缸套已成为必要。

因此，如何更好的提高合金灰铸铁气缸套的抗拉强度，满足下游行业对其材质性能的更高要求，已成为业内诸多研发企业和一线研究人员亟待解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种合金灰铸铁气缸套及其制备方法，特别是一种高强度高耐磨的合金灰铸铁气缸套及其制备方法。本发明提供的高强度高耐磨的合金灰铸铁气缸套，抗拉强度能达到500Mpa以上，可使用在爆发压力300Bar以上的发动机上，而且具有较高的硬度，同时制备工艺简单、稳定，使用寿命较长。

本发明提供了一种合金灰铸铁气缸套，由气缸套坯料经过热处理后得到；

所述气缸套坯料的基体组织中包括马氏体；

所述合金灰铸铁气缸套的基体组织中包括回火索氏体。

优选的，所述马氏体的比例为大于等于95％；

所述气缸套坯料的基体组织中还包括残余奥氏体；

所述残余奥氏体的比例为小于等于5％。

优选的，所述回火索氏体的比例大于等于80％；