一种自润滑汽缸活塞制造技术

本发明专利技术公开了一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20‑30μm厚度的等离子喷涂自润滑涂层。本发明专利技术的自润滑镀层使得摩擦系数和磨损率同时降低，具有较低的摩擦系数，同时具有更优良的耐磨性。在各个载荷下，磨损率比基体降低50％以上。

Self lubrication cylinder piston

The invention discloses a self lubrication piston cylinder, the piston surface plasma with 20 30 m thickness of spraying coatings. The self-lubricating coating of the invention reduces friction coefficient and wear rate at the same time, has low friction coefficient, and has better abrasion resistance at the same time. In various loads, the wear rate of the matrix is reduced by more than 50%.

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑汽缸活塞
本专利技术涉及汽车配件
，尤其涉及一种自润滑汽缸活塞。
技术介绍
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件。活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞顶部是组成燃烧室的主要部分，其形状与所选用的燃烧室形式有关。活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。因此活塞的摩擦力较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种自润滑汽缸活塞及其制备方法，能够使得汽缸活塞摩擦减小。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20-30μm厚度的自润滑涂层，所述涂层通过如下方法制备：(1)将Cr3C2与NiCr在行星球磨机上球磨至不再沉淀；(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN继续球磨至少10分钟；(3)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；(4)将悬浊液进行喷雾造粒，得到自润滑团聚颗粒；(5)在活塞表面等离子喷涂所述自润滑团聚颗粒。所述的Cr3C2-NiCr是Cr3C2与NiCr作为一个组分按照重量比(5～3):1混合而成；优选的，所述重量比为4:1。所述等离子喷涂，其电流为400-700A，电压为30-70V，主气氩气流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。优选的，电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。Cr3C2-NiCr涂层磨损以磨粒磨损为主，还存在部分粘着磨损以及因疲劳磨损引起的剥落痕迹；加入镍包覆改性石墨润滑剂涂层的磨损表面的自润滑涂层明显增多，这是在摩擦磨损过程中石墨不断从镍包石墨颗粒中析出，在切向力作用下流动，能对犁沟起到“填平”作用，因而可提高其耐磨性；镍包覆纳米h-BN成为形核中心，进一步细化晶粒，使生成的硬质相CrB4细化弥散在Cr3C2-NiCr内，摩擦应力使亚表层中的h-BN被挤到表面上而形成润滑膜。随着h-BN含量的增加，会使润滑膜更好的形成，涂层耐磨性得到提高。本专利技术的自润滑涂层厚度约为20-30μm，其硬度较基体明显提高，超过500HV0.2。同时，在复合涂层中添加石墨烯使得晶粒得到细化，平均晶粒尺寸从纯Ni的40nm下降到20nm左右。本专利技术的复合镀层使得摩擦系数和磨损率同时降低，具有较低的摩擦系数，在各个载荷下，磨损率比基体降低50％以上。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20-30μm厚度的自润滑涂层，所述涂层通过如下方法制备：(1)将Cr3C2与NiCr在行星球磨机上球磨至不再沉淀；(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN继续球磨至少10分钟；(3)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；(4)将悬浊液进行喷雾造粒，得到自润滑团聚颗粒；(5)在活塞表面等离子喷涂所述自润滑团聚颗粒。对比例1省略实施例1的石墨烯，其余与实施例1相同。对比例2省略实施例1的NiCr，其余与实施例1相同。对比例3省略实施例1的Cr3C2，其余与实施例1相同。对比例1-3的涂层，同样能起到润滑作用，但所述润滑效果稍差，只是相较于不含涂层的活塞，提高一些。实施例1的润滑效果要明显优于对比例1-3，且耐磨时间长，起到润滑的时间也明显较长。即，本专利技术的3种材料混合，起到协同作用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20‑30μm厚度的自润滑涂层，所述涂层通过如下方法制备：(1)将Cr

【技术特征摘要】
1.一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20-30μm厚度的自润滑涂层，所述涂层通过如下方法制备：(1)将Cr3C2与NiCr在行星球磨机上球磨至不再沉淀；(2)加入石墨烯、Ni包覆微米石墨和h-BN继续球磨至少10分钟；(3)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；(4)将悬浊液进行喷雾造粒，得到自润滑团聚颗粒；(5)在活塞表面等离子喷涂所述自润滑团聚颗粒。2.如权利要求1所述的自润滑汽缸活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡市明盛强力风机有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32