一种螺纹加工型缸套的制作工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种螺纹加工型缸套的制作工艺，先对传统的铸铁配方进行优化设计，经铸造成型制成缸套铸件，在缸套粗坯外壁加工成带有外螺纹的缸套粗坯，最后使用处理剂对缸套粗坯进行表面处理即得到成品。本发明专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间再通过浇铸铝水结合后，其与铝缸体之间的抗拉强度能达到40~47MPa，相对于传统只具有螺纹的铸铁缸套来说，本发明专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间的结合强度显著提高。

The manufacturing process of a thread machined cylinder liner

【技术实现步骤摘要】
一种螺纹加工型缸套的制作工艺
本专利技术涉及缸套
，尤其涉及一种螺纹加工型缸套的制作工艺。
技术介绍
为了降低汽车油耗和减少尾气排放，全铝发动机应运而生，是欧美发动机制造企业近几年来开发的新产品，国内刚刚起步，是轻型轿车发动机的发展方向。由于铝和铝之间的摩擦系数比铝和铸铁之间的摩擦系数要高得多，目前最主流解决办法是在铝缸体内镶铸铁气缸套，铸铁缸套是铝发动机实现低排放、低油耗核心。目前，缸套和铝缸体之间的结合通过浇铸铝水来实现结合，但是由于铝金属与铸铁之间的结晶不同，因此通常采用在铸铁缸套的表面先加工有螺纹，然后再浇铸铝水的方式实现冶金结合与机械结合并存的结合方式来提高铸铁缸套与铝缸体之间的结合力。但是，由于铸铁缸套表面结晶化，使得铝原子很难渗入，即使冶金结合与机械结合并存，铸铁缸套与铝缸体之间的结合力有限，铸铁缸套与铝缸体之间的抗拉强度不超过30MPa。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了一种螺纹加工型缸套的制作工艺，具体技术方案如下：一种螺纹加工型缸套的制作工艺，包括以下步骤：步骤一、熔料将铸铁原料放置到中频感应炉熔炼内并升温，当炉温度为1550~1580℃时，将熔融状态原料出炉；步骤二、孕育熔融状态原料在出炉前加入孕育剂进行处理；步骤三、铸造将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产缸套铸件；步骤四、强制降温经铸造成型的缸套铸件出模后，强制降温至300~350℃；步骤五、保温出炉将强制降温后的缸套铸件置入保温炉内进行保温，保温时间为60~100分钟且缸套铸件保温温度为200~230℃；步骤六、螺纹加工按照设计尺寸在缸套铸件的外壁进行粗车、精车制成缸套粗坯，缸套粗坯外壁设置有外螺纹；步骤七、表面处理将铝粉放入坩埚内加热至300℃，然后倒入汞，搅拌使铝粉完全溶解于汞中，冷却至室温成处理剂；在缸套粗坯的内壁涂覆有石蜡层，然后将缸套粗坯浸入处理剂中浸泡20~25分钟后，使用等离子体火炬加热缸套粗坯即得到成品，电离气体使用氩气。作为上述技术方案的改进，所述铸铁原料由以下重量百分比的原料制成，碳：2.6～3%，硅：1.6～2.5%，锰：0.8～1.2%，镁：0.5～0.6%，硫：0.06～0.15%，磷：0.1%～0.5%，钯：0.1～0.13%，钇：0.1～0.15%，钕：0.03～0.04%，硼：0.01～0.08%，余量为铁。作为上述技术方案的改进，所述的孕育剂为硅钡钙孕育剂。作为上述技术方案的改进，所述处理剂中铝和汞的质量比为（33~36）:（120~125）。本专利技术的有益效果：本专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间再通过浇铸铝水结合后，其与铝缸体之间的抗拉强度能达到40~47MPa，相对于传统只具有螺纹的铸铁缸套来说，本专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间的结合强度显著提高。附图说明图1为本专利技术所述螺纹加工型缸套的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术所述螺纹加工型缸套的制作工艺包括以下步骤：步骤一、熔料将铸铁原料放置到中频感应炉熔炼内并升温，当炉温度为1550~1580℃时，将熔融状态原料出炉；所述铸铁原料由以下重量百分比的原料制成，碳：2.6～3%，硅：1.6～2.5%，锰：0.8～1.2%，镁：0.5～0.6%，硫：0.06～0.15%，磷：0.1%～0.5%，钯：0.1～0.13%，钇：0.1～0.15%，钕：0.03～0.04%，硼：0.01～0.08%，余量为铁。步骤二、孕育熔融状态原料在出炉前加入孕育剂进行处理，所述的孕育剂为硅钡钙孕育剂。步骤三、铸造将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产缸套铸件。步骤四、强制降温经铸造成型的缸套铸件出模后，强制降温至300~350℃。步骤五、保温出炉将强制降温后的缸套铸件置入保温炉内进行保温，保温时间为60~100分钟且缸套铸件保温温度为200~230℃。步骤六、螺纹加工按照设计尺寸在缸套铸件的外壁进行粗车、精车制成缸套粗坯1，缸套粗坯1外壁设置有外螺纹11，如图1所示。步骤七、表面处理将铝粉放入坩埚内加热至300℃，然后倒入汞，搅拌使铝粉完全溶解于汞中，冷却至室温成处理剂，所述处理剂中铝和汞的质量比为（33~36）:（120~125）；在缸套粗坯1的内壁涂覆有石蜡层，然后将缸套粗坯1浸入处理剂中浸泡20~25分钟后，使用等离子体火炬加热缸套粗坯1即得到成品，电离气体使用氩气。在上述实施例中，在优化传统铸铁配方的基础上再添加有钯、钇、钕使得缸套铸件的机械强度、韧性和冲击塑性显著提高；本专利技术所述缸套铸件的抗拉强度为469~477MPa，远大于QT400-18抗拉强度标准值（400MPa）；本专利技术所述缸套铸件的屈服强度为265~271MPa，远大于QT400-18屈服强度标准值（250MPa）；本专利技术所述缸套铸件的延伸率为22.3~23.1%，远大于QT400-18延伸率标准值（18%）；本专利技术所述缸套铸件在-20℃下冲击韧度值为18.7~19.5J/cm2。缸套铸件的机械强度、韧性和冲击塑性的提高，有助于后续其与铝缸体之间的结合力。外螺纹11的存在不但使得本专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间的结合存在机械结合，而且在后续使用处理剂时，外螺纹11使得缸套粗坯1的表面积显著增大，有助于提高反应效率。处理剂主要成分为铝和汞，其中汞能够将缸套粗坯1外壁表面中的部分锰、镁、钡、钙溶解，使得缸套粗坯1外壁结晶层出现孔洞，该孔洞易被铝所填充；尤其是在等离子体火炬加热下，等离子体更促使铝转移并与铁冶金结合形成硬化层。因此，本专利技术所述螺纹加工型缸套的外壁上会有一层含有铝的硬化层，该硬化层不但使得后续与铝缸体之间的机械结合更加牢固，而且硬化层的成分活性相对于不含铝的铸铁来说，含有铝的硬化层其活性更好，含有铝的硬化层更易与铝缸体之间发生冶金结合。因此，本专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间再通过浇铸铝水结合后，其与铝缸体之间的抗拉强度能达到为40~47MPa，本专利技术所述螺纹加工型缸套与铝缸体之间的结合强度显著提高。石蜡层具有防止处理剂侵入缸套粗坯1的内壁，保证缸套粗坯1内壁的完整，并且在高温下石蜡层易形成蒸汽被排出。在使用等离子体火炬加热过程中，电离气体使用氩气，当液态汞变成汞蒸气时，汞蒸气和石蜡蒸气随着氩气被集中回收，保证生产安全。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺纹加工型缸套的制作工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤一、熔料将铸铁原料放置到中频感应炉熔炼内并升温，当炉温度为1550~1580℃时，将熔融状态原料出炉；步骤二、孕育熔融状态原料在出炉前加入孕育剂进行处理；步骤三、铸造将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产缸套铸件；步骤四、强制降温经铸造成型的缸套铸件出模后，强制降温至300~350℃；步骤五、保温出炉将强制降温后的缸套铸件置入保温炉内进行保温，保温时间为60~100分钟且缸套铸件保温温度为200~230℃；步骤六、螺纹加工按照设计尺寸在缸套铸件的外壁进行粗车、精车制成缸套粗坯，缸套粗坯外壁设置有外螺纹；步骤七、表面处理将铝粉放入坩埚内加热至300℃，然后倒入汞，搅拌使铝粉完全溶解于汞中，冷却至室温成处理剂；在缸套粗坯的内壁涂覆有石蜡层，然后将缸套粗坯浸入处理剂中浸泡20~25分钟后，使用等离子体火炬加热缸套粗坯即得到成品，电离气体使用氩气。

【技术特征摘要】
1.一种螺纹加工型缸套的制作工艺，其特征在于包括以下步骤：步骤一、熔料将铸铁原料放置到中频感应炉熔炼内并升温，当炉温度为1550~1580℃时，将熔融状态原料出炉；步骤二、孕育熔融状态原料在出炉前加入孕育剂进行处理；步骤三、铸造将熔融状态原料注入离心铸造设备中生产缸套铸件；步骤四、强制降温经铸造成型的缸套铸件出模后，强制降温至300~350℃；步骤五、保温出炉将强制降温后的缸套铸件置入保温炉内进行保温，保温时间为60~100分钟且缸套铸件保温温度为200~230℃；步骤六、螺纹加工按照设计尺寸在缸套铸件的外壁进行粗车、精车制成缸套粗坯，缸套粗坯外壁设置有外螺纹；步骤七、表面处理将铝粉放入坩埚内加热至300℃，然后倒入汞，搅拌使铝粉完全溶解于汞中，冷却至室温成处理剂；在缸套粗坯的内壁涂...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄德松，
申请(专利权)人：中原内配集团安徽有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34