CN108588631A - 一种铝合金气缸套的表面处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金气缸套的表面处理工艺，具体包括以下步骤：S1、清洗：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，烘干；S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，加热；S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，继续加热真空热处理炉，保温；S4、降温出炉；S5、陶瓷喷涂：将涂层各原料加入到球磨机中混合，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中进行高温瓷化；该工艺提高了气缸套表面的耐高温性、抗氧化性和耐磨等特性，经表面处理后的气缸套应用性范围广。

Description

一种铝合金气缸套的表面处理工艺
技术领域
本发明属于气缸套的生产工艺技术领域，特别涉及一种铝合金气缸套的表面处理工艺。
背景技术
气缸套是发动机的重要零件之一。发动机的气缸套是活塞组往复运动的导向面，活塞环密封压力和活塞侧推力直接作用在气缸套内壁上，使缸套和活塞环受到强烈的摩擦，这种摩擦往往处于半干摩擦状态。尤其在润滑不良、进气污浊、冷却不当和燃烧不正常等情况下，会造成缸套和活塞环的强烈磨损。所以缸套内表面要求具有高的硬度、耐磨性、抗蚀性和高的抗热疲劳强度等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金气缸套的表面处理工艺，提高了气缸套表面的耐高温性、抗氧化性和耐磨等特性，经表面处理后的气缸套应用性范围广。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种铝合金气缸套的表面处理工艺，具体包括以下步骤：
S1、预处理：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将铝合金气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；
S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，加热；
S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，氨气的流量为15-40L/min，继续加热真空热处理炉至温度为500-550℃，保温6-8h；
S4、降温出炉：以2-3℃/min的速度降温，待温度降至100-140℃时，气缸套出炉；
S5、陶瓷喷涂：按以下重量百分比配置喷涂液：Al2O3:20-30％、MgO:4-10％、Fe2O3:4-8％、CuO:0.1-0.25％、ZnO:0.1-0.3％、Ru:0.01-0.03％、纯化水:55-70％，将各原料加入到球磨机中混合，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；
S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中，在1100-1300℃下进行高温瓷化。
进一步，步骤S1所述的第一道清洗剂和第二道清洗剂均为酸性水基金属清洗剂。
进一步，步骤S1所述的浸泡时间为2min-4min。
进一步，步骤S2所述的加热温度为350-400℃，加热时间为2-3h。
进一步，步骤S3中，保温时氨气的流量为0.6-0.8L/min,真空度维持在550-700Pa。
进一步，步骤S4中，降温过程中氨气的流量为0.1-0.3L/min。
进一步，步骤S4所述的混合时间为30-40min。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，采用气体氮化处理是利用氨气在高温下分解产生的氮原子和气缸套里的铁原子相结合产生Fe3N和Fe4N硬质相，渗氮缸套利用这些硬质相来提高缸套的耐磨性；另外在气缸套表面表面喷涂一层陶瓷层，提高了气缸套表面的耐高温性、抗氧化性和耐磨等特性，经表面处理后的气缸套应用性范围广，可广泛应用于负荷大、频繁启动的车用、工程机械、船用发动机等。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种铝合金气缸套的表面处理工艺，具体包括以下步骤：
S1、预处理：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将铝合金气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡2min，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；
S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，在350℃下加热2h；
S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，氨气的流量为15L/min，继续加热真空热处理炉至温度为500℃，保温6h，保温时氨气的流量为0.6L/min,真空度维持在5500Pa；
S4、降温出炉：以2℃/min的速度降温，待温度降至100℃时，气缸套出炉；降温过程中氨气的流量为0.1L/min；
S5、陶瓷喷涂：按以下重量百分比配置喷涂液：Al2O320％、MgO 10％、Fe2O35％、CuO0.15％、ZnO 0.15％、Ru 0.02％、纯化水64.68％，将各原料加入到球磨机中混合35min，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；
S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中，在1200℃下进行高温瓷化20min。
实施例2
一种铝合金气缸套的表面处理工艺，具体包括以下步骤：
S1、预处理：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将铝合金气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡4min，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；
S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，在400℃下加热3h；
S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，氨气的流量为40L/min，继续加热真空热处理炉至温度为550℃，保温6h，保温时氨气的流量为0.8L/min,真空度维持在700Pa；
S4、降温出炉：以3℃/min的速度降温，待温度降至140℃时，气缸套出炉；降温过程中氨气的流量为0.3L/min；
S5、陶瓷喷涂：按以下重量百分比配置喷涂液：Al2O330％、MgO 4％、Fe2O38％、CuO0.25％、ZnO 0.0.3％、Ru 0.3％、纯化水57.42％，将各原料加入到球磨机中混合40min，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；
S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中，在1100℃下进行高温瓷化25min。
实施例3
一种铝合金气缸套的表面处理工艺，具体包括以下步骤：
S1、预处理：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将铝合金气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡2min，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；
S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，在360℃下加热2.5h；
S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，氨气的流量为20L/min，继续加热真空热处理炉至温度为510℃，保温7h，保温时氨气的流量为0.7L/min,真空度维持在550Pa；
S4、降温出炉：以2℃/min的速度降温，待温度降至130℃时，气缸套出炉；降温过程中氨气的流量为0.2L/min；
S5、陶瓷喷涂：按以下重量百分比配置喷涂液：Al2O325％、MgO 6％、Fe2O35％、CuO0.1％、ZnO 0.1％、Ru 0.01％、纯化水63.79％，将各原料加入到球磨机中混合35min，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；
S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中，在1200℃下进行高温瓷化24min。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、预处理：首先将铝合金气缸套上的毛刺、锈迹用机械方法清理干净，然后将铝合金气缸套在第一道清洗剂槽内浸泡，晾干，再进入第二道清洗剂槽内进行第二次清洗，再用清水漂洗干净并立即风干或烘干；
S2、真空加热：将烘干的铝合金气缸套放入真空热处理炉中，抽真空，加热；
S3、气体氮化处理：往真空热处理炉中通入氨气，氨气的流量为15-40L/min，继续加热真空热处理炉至温度为500-550℃，保温6-8h；
S4、降温出炉：以2-3℃/min的速度降温，待温度降至100-140℃时，气缸套出炉；
S5、陶瓷喷涂：按以下重量百分比配置喷涂液：Al2O3:20-30％、MgO:4-10％、Fe2O3:4-8％、CuO:0.1-0.25％、ZnO:0.1-0.3％、Ru:0.01-0.03％、纯化水:55-70％，将各原料加入到球磨机中混合，接着加入到搅拌机中搅拌均匀即得到涂液；使用喷涂枪将涂液均匀地喷在氮化处理的气缸套表面；
S6、高温瓷化：将喷涂好的气缸套放入电阻炉中，在1100-1300℃下进行高温瓷化。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S1所述的第一道清洗剂和第二道清洗剂均为酸性水基金属清洗剂。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S1所述的浸泡时间为2min-4min。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S2所述的加热温度为350-400℃，加热时间为2-3h。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S3中，保温时氨气的流量为0.6-0.8L/min,真空度维持在550-700Pa。
6.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S4中，降温过程中氨气的流量为0.1-0.3L/min。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金气缸套的表面处理工艺，其特征在于：步骤S4所述的混合时间为30-40min。
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