一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法技术

本发明专利技术提供了一种对发动机气缸套‑活塞环进行激光喷丸的方法，包括如下步骤：S1：使用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭气缸套‑活塞环表面,去除零件表面的油污；S2：在气缸套‑活塞环的待激光喷丸表面粘贴铝箔胶带作为吸收层；S3：控制水流，采用向吸收层喷射去离子水的方法设置约束层；S4：把气缸套‑活塞环装夹固定在操作平台的夹具上，调整激光路径，开始进行激光喷丸,完成零件的激光喷丸造型。本发明专利技术的受喷丸面微小凹坑可以有储油作用，起到良好的润滑作用，能减小摩擦耗损。

【技术实现步骤摘要】
一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法
本专利技术涉及激光喷丸技术在发动机气缸套-活塞环的应用，具体涉及激光喷丸技术在汽车发动机缸套中的应用。
技术介绍
在一般机械装置系统中，都存在各种各样的摩擦副。这些摩擦副的摩擦学行为不仅影响机械系统的工作性能和运行效率，也是导致其失效的主要原因。内燃机缸套-活塞环摩擦副是内燃机中最重要的摩擦副之一，它对内燃机工作性能(动力性、经济性、排放特性以及稳定性等)和使用寿命都有着举足轻重的影响。当前，减少缸套-活塞环摩擦损失主要着重于改善气缸套的表面形貌，主要措施为珩磨或微造型。激光喷丸技术可精确控制加工机械零部件摩擦副表面，形成起到动压润滑、储存润滑油以及收集磨屑作用的微观几何形貌，从而改善摩擦副表面的摩擦学特性和润滑效果。传统珩磨不能随意调控纹路，且不能加工独立凹坑；激光喷丸技术以激光为依托，可实现表面的凹坑造型，由于激光的能量密度高，几乎所有的材料都可以进行加工。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提出了一种对发动机缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，其目的在于改变缸套-活塞环的摩擦表面形貌，可以获得最佳的摩擦副动态润滑油膜。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，包括如下步骤：S1：使用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭气缸套-活塞环表面,去除零件表面的油污；S2：在气缸套-活塞环的待激光喷丸表面粘贴铝箔胶带作为吸收层；S3：控制水流，采用向吸收层喷射去离子水的方法设置约束层；S4：把气缸套-活塞环装夹固定在操作平台的夹具上，调整激光路径，开始进行激光喷丸,完成零件的激光喷丸造型。上述方案中，步骤S2中，所述铝箔胶带的厚度为0.05～0.3mm。上述方案中，步骤S3中，所述约束层的厚度为0.5mm～2mm。上述方案中，步骤S4中，单点激光距离为2mm；激光冲击工艺参数中，激光脉冲能量为5J，光斑直径1mm，脉宽10ns～20ns。上述方案中，激光喷丸后，所述发动机气缸套-活塞环的内壁表面呈现一排排宽度与距离相等的凹坑面。上述方案中，所述凹坑面的面积占有率5～20％，凹坑直径在60～90μm，凹坑深度5～20μm。上述方案中，所述发动机气缸套-活塞环的内壁表面产生冲击强化层深度1mm～2mm。本专利技术提供一种发动机气缸套-活塞环，所述发动机气缸套-活塞环的内壁表面经过激光喷丸处理后呈现一排排宽度与距离相等的凹坑面。本专利技术提供一种激光喷丸在发动机气缸套-活塞环中的应用，所述发动机气缸套-活塞环的内壁表面经过激光喷丸处理后呈现一排排宽度与距离相等的凹坑面。本专利技术的有益效果：(1)激光加工时，激光器和工件间有一定的距离，故可在其他加工方法不易达到的狭小空间实现。(2)激光喷丸技术使用脉冲激光，其能量密度大，脉冲时间短，在材料表面形成具有宽度和间距一致性的凹坑，其尺寸量级为微米级，凹坑的深度及直径可以通过改变喷丸的次数、激光的能量的大小、光斑的大小来调节，使得产生的规定参数的凹坑不仅可以滞留润滑油，为工作壁面提供润滑油，为贫油区补充润滑油，富油时就像很多滚珠轴承，起到产生良好流体动压力润滑的效果，而且凹腔还可以滞留缸套-活塞环磨损颗粒，减少磨损。(3)较短的脉冲时长使得加工工时较短，且避免了工件热应力的产生，可控性能好。由于是非接触无刀具加工，不存在刀具的损耗和折断等问题，不会引起工件的物理变形。(4)由于激光自身的特点，在喷丸的同时，还能够起到淬火的作用，形成的硬化带深度可达1～2毫米不像机械珩磨、化学腐蚀或电火花等加工方法产生的硬化带那样在短期内就被磨平失效，而能长时间保持良好润滑及抗磨特性。附图说明图1为本专利技术的激光喷丸凹坑结构俯视图。图2为本专利技术的激光喷丸凹坑结构侧视图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行更详细的说明。一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，使用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭清洁零件表面,去除零件表面的油污；在待激光喷丸表面粘贴铝箔胶带作为吸收层,铝箔胶带的厚度为0.12mm；操作机械手控制水流，采用向吸收层喷射去离子水的方法设置约束层,约束层厚度为2mm；把零件装夹固定在操作平台的夹具上；编写路径代码，使用机械手调整激光路径单点激光距离为2mm。激光冲击工艺参数激光脉冲能量为5J，光斑直径1mm，脉宽15ns。进行激光喷丸,完成零件的激光喷丸造型。激光喷丸后，内壁表面留下了一排排宽度与距离相等的凹坑面。所述凹坑面的面积占有率5％，凹坑直径在60μm，凹坑深度5μm，发动机气缸套-活塞环的内壁表面产生冲击强化层深度1mm。通过检测，通过激光加工，在发动机气缸套-活塞环的摩擦表面造出的微观凹坑上行止点密度较大，中间密度减小，形成的硬化带深度不像机械珩磨、化学腐蚀或电火花等加工方法产生的硬化带那样在短期内就被磨平失效，而能长时间保持良好润滑及抗磨特性，同时本实施例中形成的深凹坑尺寸量级为微米级，不仅可以滞留润滑油，为工作壁面提供润滑油，为贫油区补充润滑油，富油时就像很多滚珠轴承，起到产生良好流体动压力润滑的效果，而且凹腔还可以滞留缸套-活塞环磨损颗粒，减少磨损。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对发动机气缸套‑活塞环进行激光喷丸的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：使用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭气缸套‑活塞环表面,去除零件表面的油污；S2：在气缸套‑活塞环的待激光喷丸表面粘贴铝箔胶带作为吸收层；S3：控制水流，采用向吸收层喷射去离子水的方法设置约束层；S4：把气缸套‑活塞环装夹固定在操作平台的夹具上，调整激光路径，开始进行激光喷丸,完成零件的激光喷丸造型。

【技术特征摘要】
1.一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：使用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭气缸套-活塞环表面,去除零件表面的油污；S2：在气缸套-活塞环的待激光喷丸表面粘贴铝箔胶带作为吸收层；S3：控制水流，采用向吸收层喷射去离子水的方法设置约束层；S4：把气缸套-活塞环装夹固定在操作平台的夹具上，调整激光路径，开始进行激光喷丸,完成零件的激光喷丸造型。2.根据权利要求1所述的一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，其特征在于，步骤S2中，所述铝箔胶带的厚度为0.05～0.3mm。3.根据权利要求1所述的一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，其特征在于，步骤S3中，所述约束层的厚度为0.5mm～2mm。4.根据权利要求1所述的一种对发动机气缸套-活塞环进行激光喷丸的方法，其特征在于，步骤S4中，单点激光距离为2mm；激光冲击工艺参数中，激光脉冲能量为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长驰，任旭东，周王凡，任云鹏，杨雪晴，陈兰，李琳，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32