CN106736312A - 一种高强度超耐磨缸套的制造方法 - Google Patents
一种高强度超耐磨缸套的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106736312A CN106736312A CN201710136074.1A CN201710136074A CN106736312A CN 106736312 A CN106736312 A CN 106736312A CN 201710136074 A CN201710136074 A CN 201710136074A CN 106736312 A CN106736312 A CN 106736312A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cylinder sleeve
- tufftride
- semi
- finished product
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高强度超耐磨缸套的制造方法，包括以下步骤：1)选材加工：根据缸套零件的厚度和长度，选取钢管，将选好的钢管通过数控强力旋压成形工艺加工成半成品缸套；2)精密加工：将半成品缸套加工至图纸尺寸要求，3)软氮化处理：将步骤2)加工后的缸套进行软氮化处理，4)研磨处理：对软氮化后的缸套内孔进行研磨处理；5)抛光：将研磨后的缸套内孔进行抛光处理。本发明采用钢管作为缸套的材料，使加工后的缸套在抗拉强度、耐磨性、硬度、耐腐蚀性、抗疲劳强度、耐高温、抗咬合性上均有很明显的提高，而且本缸套的生产工序简单，解决了传统铸铁缸套生产中费时费力费人工、产能低下等方面的不足。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零配件领域，尤其涉及到一种高强度超耐磨缸套的制造方法。
背景技术
目前大部分发动机采用铸铁材质的气缸套，其依靠缸体来支撑其强度达到高速运转的需求。采用铸铁材质的缸套存在较多的缺陷：1、铸铁缸套的生产工艺过于传统，铸造及热成形过程极其耗电，属于高危工种，环境污染严重，机加工工序繁琐，材料浪费极其严重，毛坯与净重比为5：1；2、铸铁材质的本体强度弱，抗拉强度在每平方220—390MPa单位；3、铸铁的耐磨性不理想，摩擦阻力大，耐腐蚀性不佳，制造成本高，难以达到高端发动机的使用要求。
专利申请号为201410394010.8，专利名称为一种钢质缸套工艺流程，其技术方案为：将选择好的低碳无缝钢管下料→拉伸→切总长→翻边→粗磨外圆→粗磨内圆→车外圆止口→镗内孔→精磨外圆→精珩磨内孔→车上、下止口→翻边→滚边→内孔镀铬→超精珩磨内孔→外圆抛光；其虽然采用低碳无缝钢管作为材料，但其生产工序多达十六项，费时费力，生产成本高，与传统铸铁缸套的加工方法并没有实质性的提高；
专利申请号为200910233087.6，专利名称为一种钢质发动机气缸套制造工艺，其特征在于：该工艺流程为：下料→车两端面及内止口→镗内孔→粗磨外圆→粗磨内圆→精磨外圆→翻边→滚边→精镗内孔→精车外下止口→镀铬→精珩磨内孔→清洗→检验→标识→喷防锈油→包装→入库。其虽然采用钢质材料，但其生产工序多达十几项，费时费力，生产成本高，与传统铸铁缸套的加工方法并没有实质性的提高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种工序简单、成本低的高强度超耐磨缸套的制造方法。
本发明是通过如下方式实现的：
一种高强度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)选材加工：根据缸套零件的厚度和长度，选取钢管，将选好的钢管通过数控强力旋压成形工艺加工成半成品缸套；所述数控强力旋压采用环形旋轮旋压法，经三道反旋旋压工艺，其中：第一道减薄率：40-42％，第二道减薄率：28-33％，第三道减薄率：28-30％，主轴转速：550-800r/min，进给率：0.5-1mm/r；且半成品缸套的内孔直径比预设值小0.05-0.08mm，半成品缸套的外径比预设值大0.25-0.35mm，半成品缸套的长度尺寸比预设值长4-5mm；
2)精密加工：通过数控CNC车床、数控滑珩机床将半成品缸套加工至图纸尺寸要求，其中：缸套的内径公差范围为：±0.01mm，缸套的外径公差范围为：±0.015mm，缸套的长度公差范围为：±0.10mm，缸套的形位公差范围为：圆度0.01-0.03mm、圆柱度：0.005-0.015mm；缸套的内表面粗糙度及平台网纹参数范围为：Rz:6.3-1.0um，Rpk:0.18-0.25um，Rk:0.125-0.4um，RVK:0.7-2.5um；
3)软氮化处理：将步骤2)加工后的缸套进行软氮化处理，具体处理工艺如下：a、预处理：选用RN-60-6K井式气体氮化炉，温度加热到570℃，放入缸套并密封氮化炉，并排出炉内废气，排气过程中不间断加入酒精，酒精通过炉盖上装有的有机液体滴注器滴入，酒精滴入量为100滴—120滴/分钟，加热促使缸套温度内外均匀，温度稳定在570℃，时间为50-70分钟；b、氮化：废气排除干净后，炉内温度稳定在570℃，同时往氮化炉内每分钟加入100滴的酒精及每小时加入750升的氨气，并调整炉压进行氮化，炉壁上的U形压力计的压力水柱高度保持在30-40mm，氮化时间为5-6小时；c、空冷：将炉压释放完成，将缸套放置在空地上，进行自然冷却；软氮化的缸套内外表面渗层深度≥0.20mm，表面硬度HV 580-630；
4)研磨处理：对软氮化后的缸套内孔采用数控研磨机进行研磨处理，使缸套内孔的平台网纹参数达到Rz:2.5-4um，Rpk:≤0.18um，Rk:0.2-0.4um，Rvk:1.22-2.5um，研磨能更加细化网纹粗糙度，得到缸套工作时的最佳储油轮廓；
5)抛光：将研磨后的缸套内孔采用数控抛光机床进行抛光处理，以去除金属碎片、夹杂物，粗糙度为Ra0.4-0.8，tp值为30-90％。
本发明优点在于：采用钢管作为缸套的材料，使加工后的缸套在抗拉强度、耐磨性、硬度、耐腐蚀性、抗疲劳强度、耐高温、抗咬合性上均有很明显的提高，且本钢质缸套的生产工序简单，解决了传统铸铁缸套生产中高危、耗电、耗材、材质不均、环境污染、产能低下等方面的不足。
具体实施方式
详述本发明具体实施方式：
一种高强度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)选材加工：根据缸套零件的厚度和长度，选取钢管，将选好的钢管通过数控强力旋压成形工艺加工成半成品缸套；所述数控强力旋压采用环形旋轮旋压法，经三道反旋旋压工艺，其中：第一道减薄率：40-42％，第二道减薄率：28-33％，第三道减薄率：28-30％，主轴转速：550-800r/min，进给率：0.5-1mm/r；且半成品缸套的内孔直径比预设值小0.05-0.08mm，半成品缸套的外径比预设值大0.25-0.35mm，半成品缸套的长度尺寸比预设值长4-5mm；强力旋压工艺可使半成品缸套达到以下技术要求：a.表面粗糙度：外径Ra1.2-1.6um，内径Ra0.4-0.8；尺寸精度：内径±0.01mm，外径±0.02mm；b.材质强度变化：①数控强力旋压属于冷成形加工工艺，在三向变形力的作用下，坯料的金属晶粒变细，抗拉强度提高42-48％；②硬度：旋压后比旋压前提高28-32％；c.工艺先进、工序简单：旋压工序只需三道工序即可将坯料通过一次装夹加工成半成品缸套，加工用时60-80秒；铸铁缸套毛坯需用8道工序，加工用时需600-800秒；d.材料利用率高：铸铁缸套坯料与钢旋压件坯料重量比为4:1，因加工余量少，工序简单，从而大幅度降低了生产成本；
2)精密加工：通过数控CNC车床、数控滑珩机床将半成品缸套加工至图纸尺寸要求，其中：缸套的内径公差范围为：±0.01mm，缸套的外径公差范围为：±0.015mm，缸套的长度公差范围为：±0.10mm，缸套的形位公差范围为：圆度0.01-0.03mm、圆柱度：0.005-0.015mm；缸套的内表面粗糙度及平台网纹参数范围为：Rz:6.3-1.0um，Rpk:0.18-0.25um，Rk:0.125-0.4um，RVK:0.7-2.5um；
3)软氮化处理：将步骤2)加工后的缸套进行软氮化处理，具体处理工艺如下：a、预处理：选用RN-60-6K井式气体氮化炉，温度加热到570℃，放入缸套并密封氮化炉，并排出炉内废气，排气过程中不间断加入酒精，酒精通过炉盖上装有的有机液体滴注器滴入，酒精滴入量为100滴—120滴/分钟，加热促使缸套温度内外均匀，温度稳定在570℃，时间为50-70分钟；b、氮化：废气排除干净后，炉内温度稳定在570℃，同时往氮化炉内每分钟加入100滴的酒精及每小时加入750升的氨气，并调整炉压进行氮化，炉壁上的U形压力计的压力水柱高度保持在30-40mm，氮化时间为5-6小时；c、空冷：将炉压释放完成，将缸套放置在空地上，进行自然冷却；软氮化的缸套内外表面渗层深度≥0.20mm，表面硬度HV 580-630；
4)研磨处理：对软氮化后的缸套内孔采用数控研磨机进行研磨处理，使缸套内孔的平台网纹参数达到Rz:2.5-4um，Rpk:≤0.18um，Rk:0.2-0.4um，Rvk:1.22-2.5um，研磨能更加细化网纹粗糙度，得到缸套工作时的最佳储油轮廓，从而缩短了发动机初期磨合时间，提高使用寿命，降低机油耗；排放标准达到欧Ⅴ以上内燃机气缸套平台网纹粗糙度轮廓参数的技术要求。
5)抛光：将研磨后的缸套内孔采用数控抛光机床进行抛光处理，以去除金属碎片、夹杂物，粗糙度为Ra0.4-0.8，tp值为30-90％。
本发明生产得到的缸套的抗拉强度为620～680MPa，而铸铁缸套的抗拉强度为220～390MPa。
传统铸造缸套要经过模具的定型、拆模等一***繁琐工序，而本发明采用已成型的钢管作为材料，省去了大部分工序，且传统铸造缸套的生产工序能耗高，对环境污染大。
本发明生产得到的缸套在抗咬合性的性能上，比传统铸铁缸套的性能提高两倍以上；本发明生产得到的缸套在耐腐蚀性的性能上，比传统铸铁缸套的性能提高一倍以上。
本发明缸套与铸铁缸套机械性能比较表：
从上表可以得知：本发明生产得到的缸套在抗拉强度、硬度、硬度层、弹性模量等多方面性能相对于传统铸铁缸套在相应方面的性能具有显著性的提高。
本发明缸套与铸铁缸套综合指标比较表：
(以WD615缸套生产线为例，外径：130mm；内径：126m；长度：240mm)
从上表可以得知：本发明生产的缸套在生产过程中各方面的成本及性能相对于传统铸铁缸套在相应方面的性能具有明显的提高；本钢质缸套的生产工序简单，解决了传统铸铁缸套生产中高危、耗电、耗材、材质不均、环境污染、产能低下等方面的不足，符合现代化工业的要求。
上述实施例只用来说明本发明的具体实施原理和功效，而非用来限制本发明。任何熟悉本行业技术的人士都可以在本发明阐述的方法的基础上加以修改或修饰，因此凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种高强度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)选材加工：根据缸套零件的厚度和长度，选取钢管，将选好的钢管通过数控强力旋压成形工艺加工成半成品缸套；
2)精密加工：通过数控CNC车床、数控滑珩机床将半成品缸套加工至图纸尺寸要求，其中：缸套的内径公差范围为：±0.01mm，缸套的外径公差范围为：±0.015mm，缸套的长度公差范围为：±0.10mm，缸套的形位公差范围为：圆度0.01-0.03mm、圆柱度：0.005-0.015mm；缸套的内表面粗糙度及平台网纹参数范围为：Rz:6.3-1.0um，Rpk:0.18-0.25um，Rk:0.125-0.4um，RVK:0.7-2.5um；
3)软氮化处理：将步骤2)加工后的缸套进行软氮化处理；
4)研磨处理：对软氮化后的缸套内孔采用数控研磨机进行研磨处理，使缸套内孔的平台网纹参数达到Rz:2.5-4um，Rpk:≤0.18um，Rk:0.2-0.4um，Rvk:1.22-2.5um，研磨能更加细化网纹粗糙度，得到缸套工作时的最佳储油轮廓；
5)抛光：将研磨后的缸套内孔采用数控抛光机床进行抛光处理，以去除金属碎片、夹杂物，粗糙度为Ra0.4-0.8，tp值为30-90％。
2.根据权利要求1所述的一种高强度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：所述数控强力旋压采用环形旋轮旋压法，经三道反旋旋压工艺，其中：第一道减薄率：40-42％，第二道减薄率：28-33％，第三道减薄率：28-30％，主轴转速：550-800r/min，进给率：0.5-1mm/r；且半成品缸套的内孔直径比预设值小0.05-0.08mm，半成品缸套的外径比预设值大0.25-0.35mm，半成品缸套的长度尺寸比预设值长4-5mm。
3.根据权利要求1所述的一种高强度超耐磨缸套的制造方法，其特征在于：所述软氮化处理的具体处理工艺如下：a、预处理：选用RN-60-6K井式气体氮化炉，温度加热到570℃，放入缸套并密封氮化炉，并排出炉内废气，排气过程中不间断加入酒精，酒精通过炉盖上装有的有机液体滴注器滴入，酒精滴入量为100滴—120滴/分钟，加热促使缸套温度内外均匀，温度稳定在570℃，时间为50-70分钟；b、氮化：废气排除干净后，炉内温度稳定在570℃，同时往氮化炉内每分钟加入100滴的酒精及每小时加入750升的氨气，并调整炉压进行氮化，炉壁上的U形压力计的压力水柱高度保持在30-40mm，氮化时间为5-6小时；c、空冷：将炉压释放完成，将缸套放置在空地上，进行自然冷却；软氮化的缸套内外表面渗层深度≥0.20mm，表面硬度HV 580-630。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710136074.1A CN106736312B (zh) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | 一种高强度超耐磨缸套的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710136074.1A CN106736312B (zh) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | 一种高强度超耐磨缸套的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106736312A true CN106736312A (zh) | 2017-05-31 |
| CN106736312B CN106736312B (zh) | 2019-02-19 |
Family
ID=58961755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710136074.1A Active CN106736312B (zh) | 2017-03-08 | 2017-03-08 | 一种高强度超耐磨缸套的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106736312B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110394607A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-01 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种改善缸套材料切削性能的工艺 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206865A (en) * | 1978-11-14 | 1980-06-10 | United Technologies Corporation | Formed louver for burner liner |
| SU1632728A1 (ru) * | 1988-12-28 | 1991-03-07 | Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности | Способ обработки гильзы цилиндра двигател внутреннего сгорани |
| CN101319721A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-12-10 | 淮阴工学院 | 基于三维的气缸套内孔平台珩磨网纹的技术标准 |
| CN101476091A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-07-08 | 江苏爱吉斯海珠机械有限公司 | 拔管连铸薄壁气缸套及其铸造工艺 |
| CN105328458A (zh) * | 2014-08-12 | 2016-02-17 | 青岛炜烨锻压机械有限公司 | 钢质缸套工艺流程 |
-
2017
- 2017-03-08 CN CN201710136074.1A patent/CN106736312B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206865A (en) * | 1978-11-14 | 1980-06-10 | United Technologies Corporation | Formed louver for burner liner |
| SU1632728A1 (ru) * | 1988-12-28 | 1991-03-07 | Научно-Производственное Объединение Технологии Автомобильной Промышленности | Способ обработки гильзы цилиндра двигател внутреннего сгорани |
| CN101319721A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-12-10 | 淮阴工学院 | 基于三维的气缸套内孔平台珩磨网纹的技术标准 |
| CN101476091A (zh) * | 2009-01-16 | 2009-07-08 | 江苏爱吉斯海珠机械有限公司 | 拔管连铸薄壁气缸套及其铸造工艺 |
| CN105328458A (zh) * | 2014-08-12 | 2016-02-17 | 青岛炜烨锻压机械有限公司 | 钢质缸套工艺流程 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 孙廷富等: "高硅铝合金缸套/缸体制造技术及应用", 《兵器材料科学与工程》 * |
| 宗朝晖: "7FDL柴油机一体式气缸的研制", 《内燃机车》 * |
| 贺延龄: "铸铁气缸套工作表面的质量控制技术", 《车用发动机》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110394607A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-01 | 中原内配集团安徽有限责任公司 | 一种改善缸套材料切削性能的工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106736312B (zh) | 2019-02-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101797685B (zh) | 一种高强度螺栓的制造工艺 | |
| CN104476198B (zh) | 一种发动机曲轴的制造方法 | |
| CN110394607B (zh) | 一种改善缸套材料切削性能的工艺 | |
| CN104551577B (zh) | 一种微型轴的制造方法 | |
| CN106140819A (zh) | 一种高速钢复合轧辊及其生产方法 | |
| CN105414980A (zh) | 一种回转支承的制造方法 | |
| CN109355561A (zh) | 铝箔轧机工作辊及其制造方法 | |
| CN102513361A (zh) | 废旧油管热轧修复方法 | |
| CN101486044A (zh) | 连轧管机用直径为330mm以上的限动芯棒的制造方法 | |
| CN107448581A (zh) | 耐磨损的精密谐波减速器 | |
| CN114055103A (zh) | 一种齿轮加工工艺 | |
| CN102950434B (zh) | 一种输油泵用齿轮制备方法 | |
| CN105937552A (zh) | 用于变速箱的带法兰的圆柱滚子轴承及其外圈的制作工艺 | |
| Cheng et al. | Research status of the influence of machining processes and surface modification technology on the surface integrity of bearing steel materials | |
| CN106736312B (zh) | 一种高强度超耐磨缸套的制造方法 | |
| CN102950424B (zh) | 一种小孔径不锈钢无缝管用ld钢冷轧顶头的制备方法 | |
| CN106216972A (zh) | 一种单向器花齿冷挤压成型工艺 | |
| CN101550884A (zh) | 内孔微变形外观金黄色高频淬火缸套的制造方法 | |
| CN108690925A (zh) | 一种铝硅钛合金气缸套及其加工工艺 | |
| CN105729077A (zh) | 一种曲轴加工方法 | |
| CN101504037A (zh) | 低噪音精密微型钢球制造工艺 | |
| CN109609852B (zh) | 一种平整机、光整机工作辊的制备方法 | |
| CN115446559B (zh) | 一种曲轴加工工艺 | |
| CN201771624U (zh) | 一种活塞环 | |
| CN107030453B (zh) | 离合器套筒的冷锻工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |