[发明专利]一种高速往复运行活塞缸缸体的制作方法及结构

说明书

技术领域：

本发明涉及活塞缸结构，特别是一种高速往复运行活塞缸缸体的制作方法及结构。

背景技术：

高速往复运行的活塞缸，泛指汽油发动机、柴油发动机、空气压缩机活塞高速在活塞腔内来回运行的活塞缸。活塞缸一般由连体的缸座、缸体、散热片组成，缸体结构一般由缸基体、缸套组成，缸基体为轴套状，缸套套合固定在缸基体内圆中，缸基体外圆与缸座连体并延展若干个均布的散热片。以168汽油发动机为例，缸基体材质为铝材ADC12，缸套与缸基体等长，缸套外圆呈双向台阶状，缸套中央孔为活塞腔供活塞在其中轴向往复高速运行。为了耐磨，活塞不能与铝质缸基体滑行，所以设置了硼铸铁材质的缸套放在模具中在压铸活塞缸时一次成型将缸套熔压其间，为了缸套轴向牢固定位，缸套外圆形状设置成中间大两头小的台阶柱状。压铸后对缸套内孔进行精车、磨削精加工，精加工后缸套壁厚达3.5mm左右，缸套若太薄其机械强度则满足不了活塞运行要求，而且一个缸套制作成本达到了7.3元。

硼铸铁材质硬度为HB220-230，我们将上述活塞缸作了720小时运行试验，其最高来回往复次数或者说所带动的曲轴转速最高达到3000转/分，而且会发生积碳现象，转速无法再提升。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高速往复运行活塞缸缸体的制作方法及结构。

本发明的制作方法方案是：包括活塞缸压铸成型，其特征在于：活塞缸压铸成型时，缸基体内径按缩径后的等径孔尺寸压铸，压铸成型后缸基体内圆进行一道工序精车；将自熔性合金粉末装入超音速喷枪对缸基体内圆进行喷瓷，喷瓷材料为镍基碳化钨Ni-WC35，喷瓷温度为380-400℃，喷瓷层厚度为0.7-1.0mm；对缸基体喷瓷层内圆进行二道工序精加工，使喷瓷层厚度保持在0.2-0.4mm之间，二道工序精加工后喷瓷层内圆尺寸等于原硼铸铁缸套内圆精加工要求的达标尺寸。

本发明的结构方案是：包括缸基体，其特征在于：缸基体内圆缩径呈等径内圆，缸基体内圆附着有一层镍基碳化钨Ni-WC35的喷瓷层，喷瓷层3厚度为0.2-0.4mm，喷瓷层内圆尺寸等于原硼铸铁缸套内圆精加工要求的达标尺寸。

本发明的优点在于：镍基碳化钨喷瓷层替代缸套，硬度、抗腐蚀、耐磨性能提高，使转速高达4000转/分，而且没有积碳。喷瓷层成本下降到原硼铸铁材质缸套的7％。

附图说明：

图1为现有技术结构示意图。

图2为本发明结构示意图。

具体实施方式：

本发明的方法为：包括活塞缸压铸成型，其特征在于：活塞缸压铸成型时，缸基体1内径按缩径后的等径孔尺寸压铸，压铸成型后缸基体1内圆进行一道工序精车；将自熔性合金粉末装入超音速喷枪对缸基体内圆进行喷瓷，喷瓷材料为镍基碳化钨Ni-WC35，喷瓷温度为380-400℃，喷瓷层3厚度为0.7-1.0mm；对缸基体喷瓷层3内圆进行二道工序精加工，使喷瓷层3厚度保持在0.2-0.4mm之间，二道工序精加工后喷瓷层3内圆尺寸等于原硼铸铁缸套2内圆精加工要求的达标尺寸。

本发明的结构为：包括缸基体1，其特征在于：缸基体1内圆缩径呈等径内圆，缸基体1内圆附着有一层镍基碳化钨Ni-WC35的喷瓷层3，喷瓷层3厚度为0.2-0.4mm，喷瓷层3内圆尺寸等于原硼铸铁缸套2内圆精加工要求的达标尺寸。

镍基碳化钨Ni-WC35自熔性合金粉末作为喷瓷材料，镍基碳化钨又称钨钛钴合金或YT合金，由碳化钨、碳化钛和金属钴组成的合金；按碳化钛含量，可分为高钛(33％-47％)、中钛(12％-26％)和低钛(3％-7％)三类合金。它比碳化钨钻合金具有较高的抗氧化性，硬度和耐磨性，而抗弯强度、冲击韧性等则有所降低。x-射线衍射、能谱分析和SEM研究镍基碳化钨自熔性合金粉末火焰喷涂涂层，合金中碳化钨的含量对涂层的组织结构、孔隙率和硬度产生重要影响，进而使涂层的高温冲蚀磨损机制发生相应的变化。随涂层中碳化钨含量的增高，材料流失由基体塑性变形为主转变为碳化钨硬质相的脆性断裂为主，高韧性的Ni(γ)固溶体对碳化钨起支撑保护作用，弥散分布的硬质相改善了涂层的耐磨性。结果表明，Ni-WC35涂层具有最佳的抗高温冲蚀性能。

镍基碳化钨致密性高、硬度为HB350，比硼铸铁缸套HB230高得多，摩擦系数小、耐磨性能好，使曲轴最高转速可高达4000转/分。