CN106438077A - 一种铝合金气缸套及其生产方法 - Google Patents

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黄德松
杨俊�
朱斌
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    • F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/004—Cylinder liners
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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
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Abstract

本发明公开了一种铝合金气缸套及其生产方法，在径向方向上由外层含有AlSiTi和Si颗粒的增强层、不含颗粒的中间基体层以及含有初晶Si颗粒的内层三层构成，所述的三层之间通过冶金的方式结合。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明的气缸套，具有重量轻、颗粒体积百分含量高，好的机械性能和耐高温性能，能提高发动机的工作效率等优点，并且在气缸套内表面获得一层陶瓷薄膜，既增加了气缸套的高温硬度，又使缸套内表面具有自润滑性，减小摩擦，金属与陶瓷元素双向扩散，复合膜结构牢固不会脱落。

Description

一种铝合金气缸套及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种气缸套生产技术领域，尤其涉及一种铝合金气缸套及其生产方法。
背景技术
气缸套作为内燃机的核心部件之一，其内壁直接与高温、高压燃气接触，工作温度高，热负荷大；并与活塞做高速的往复相对运动，汽缸内壁不仅要承受强烈的摩擦和磨损，还要承受活塞的冲击性的侧推力，从而在汽缸内部产生很大的热应力和机械应力；气缸套所处的工作环境极其恶劣。其质量的好坏直接影响着内燃机的使用性、可靠性、经济性及寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝合金气缸套及其生产方法，使气缸套耐磨、减磨、耐高温，从而提高发动机功率，降低油耗，减少排放污染。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种铝合金气缸套，在径向方向上由外层含有AlSiTi 和Si 颗粒的增强层、不含颗粒的中间基体层以及含有初晶Si 颗粒的内层三层构成，所述的三层之间通过冶金的方式结合。
制造所述铝合金气缸套的方法，包括以下步骤：
步骤一：缸套基体材料选用Al，并在液态Al 合金中加入Si和Ti 形成Al-Si-Ti 合金，其中，Si 含量为15-24wt.％，Ti 含量为6-12wt.％，以及少量的Cu、Mg，Ni，其余为Al ；
步骤二：将气缸套放置在渗陶炉中，通电预热2.5小时，将温度升至255℃±5℃-265℃±5℃；
步骤三：抽真空，开启真空泵，使渗陶炉中的真空控制在45Pa-48Pa的范围内；
步骤四、通入氮气、硅烷、硼烷，按75-77%的氮气、12-14%的硅烷、11-13%的硼烷通入渗陶炉内，并控制流量，保持渗陶炉内的真空度；
步骤五、保温渗陶，将气缸套渗陶炉的炉温控制在265℃±5℃的范围内，保温8小时出炉；
步骤六：冷却出炉。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明的气缸套，具有重量轻、颗粒体积百分含量高，好的机械性能和耐高温性能，能提高发动机的工作效率等优点，并且在气缸套内表面获得一层陶瓷薄膜，既增加了气缸套的高温硬度，又使缸套内表面具有自润滑性，减小摩擦，金属与陶瓷元素双向扩散，复合膜结构牢固不会脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步补充，但不以任何方式限制本发明。
一种铝合金气缸套，在径向方向上由外层含有AlSiTi 和Si 颗粒的增强层、不含颗粒的中间基体层以及含有初晶Si 颗粒的内层三层构成，所述的三层之间通过冶金的方式结合。
制造所述铝合金气缸套的方法，包括以下步骤：
步骤一：缸套基体材料选用Al，并在液态Al 合金中加入Si和Ti 形成Al-Si-Ti 合金，其中，Si 含量为15-24wt.％，Ti 含量为6-12wt.％，以及少量的Cu、Mg，Ni，其余为Al ；
步骤二：将气缸套放置在渗陶炉中，通电预热2.5小时，将温度升至255℃±5℃-265℃±5℃；
步骤三：抽真空，开启真空泵，使渗陶炉中的真空控制在45Pa-48Pa的范围内；
步骤四、通入氮气、硅烷、硼烷，按75-77%的氮气、12-14%的硅烷、11-13%的硼烷通入渗陶炉内，并控制流量，保持渗陶炉内的真空度；
步骤五、保温渗陶，将气缸套渗陶炉的炉温控制在265℃±5℃的范围内，保温8小时出炉；
步骤六：冷却出炉。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种铝合金气缸套，其特征在于：在径向方向上由外层含有AlSiTi 和Si 颗粒的增强层、不含颗粒的中间基体层以及含有初晶Si 颗粒的内层三层构成，所述的三层之间通过冶金的方式结合。
2.制造权利要求1所述的铝合金气缸套的方法，包括以下步骤：
步骤一：缸套基体材料选用Al，并在液态Al 合金中加入Si和Ti 形成Al-Si-Ti 合金，其中，Si 含量为15-24wt.％，Ti 含量为6-12wt.％，以及少量的Cu、Mg，Ni，其余为Al ；
步骤二：将气缸套放置在渗陶炉中，通电预热2.5小时，将温度升至255℃±5℃-265℃±5℃；
步骤三：抽真空，开启真空泵，使渗陶炉中的真空控制在45Pa-48Pa的范围内；
步骤四、通入氮气、硅烷、硼烷，按75-77%的氮气、12-14%的硅烷、11-13%的硼烷通入渗陶炉内，并控制流量，保持渗陶炉内的真空度；
步骤五、保温渗陶，将气缸套渗陶炉的炉温控制在265℃±5℃的范围内，保温8小时出炉；
步骤六：冷却出炉。
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