一种金刚纳米材质缸套及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种金刚纳米材质缸套及其制备方法，解决了现有技术中缸套的耐腐蚀性能差，生产工艺成本高的问题，一种金刚纳米材质缸套，包括缸套本体，所述缸套本体的外表面设有外涂层，所述外涂层包含以下重量份的原料：Fe 56‑68份、纳米SiO2粉末25‑30份、WC4‑10份、TiO22‑10份、微量元素0.53‑0.94份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，在缸套本体的外表面复合一层纳米涂层，增加了缸套的耐腐蚀性能，且纳米涂层中包含纳米SiO2粉末、WC、TiO2和微量元素，硬度可达到HRC64，密度可达8.54g/cm

A kind of nano diamond liner and its preparation method

The invention provides a cylinder liner made of diamond nano material and a preparation method thereof, which solves the problems of poor corrosion resistance and high production process cost of the cylinder liner in the prior art. The cylinder liner made of diamond nano material includes a cylinder liner body, the outer surface of the cylinder liner body is provided with an outer coating, and the outer coating includes the following weight parts of raw materials: Fe \u2011 56 \u2011 68 parts, nano-SiO2 powder 25 \u2011 30 parts , wc4 \u2011 10phr, TiO2 \u2011 10phr, microelements 0.53 \u2011 0.94 phr; wherein, the microelements are mo, Ti, Sn, Cu, and a layer of nano coating is compounded on the outer surface of the cylinder liner body to increase the corrosion resistance of the cylinder liner, and the nano coating contains nano-SiO2 powder, WC, TiO2 and microelements, the hardness can reach hrc64, and the density can reach 8.54g/cm

【技术实现步骤摘要】
一种金刚纳米材质缸套及其制备方法
本专利技术涉及缸套生产领域，特别是指一种金刚纳米材质缸套及其制备方法。
技术介绍
缸套作为发动机主要配附件之一，是发动机A级关键零部件，其性能直接影响着发动机的动力性、可靠性、经济性、排放、噪音等技术要求。目前气缸套为提高耐磨性通常采用提高材料硬度的方法：在材料上加入大量合金，生成碳化物等硬质相提高材料硬度；通过表面处理方法，如高频淬火、激光合金化电镀松孔铬等。但是大多数工艺成本较高，且耐磨性和减磨性配合性能有限。且缸套按照外表面是否直接与冷却水接触分为干式缸套和湿式气缸套，由于冷却水水质或使用问题，现有湿式气缸套在使用过程中经常出现外表面与冷却水接触的位置发生大面积穴蚀和腐蚀现象，有的甚至穴蚀穿孔引起漏气漏水，导致发动机报废。因此，如何提高缸套的抗穴蚀和耐腐蚀性能，是目前亟待解决的一个技术难题。
技术实现思路
本专利技术提出一种金刚纳米材质缸套及其制备方法，解决了现有技术中缸套的耐腐蚀性能差，生产工艺成本高的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种金刚纳米材质缸套，包括缸套本体，所述缸套本体的外表面设有外涂层。优选的，所述外涂层包含以下重量份的原料：Fe56-68份、纳米SiO2粉末25-30份、WC4-10份、TiO22-10份、微量元素0.53-0.94份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。优选的，所述微量元素Mo、Ti、Sn、Cu的质量比为2:3:1:4。优选的，所述纳米SiO2粉末的颗粒直径小于10nm。优选的，所述缸套本体的化学组成按如下重量百分比计包含：Si含量为7～9wt.％，Ti含量为4～6wt.％，Al含量为0.3～0.4wt.％，Mn含量为0.6～0.8wt.％，Pd含量为0.05～0.07wt.％，C含量为2～3wt.％，Sr含量为2.3～2.6wt.％，Fe含量为50～60wt.％。本专利技术又提出一种金刚纳米材质缸套的制备方法，包括以下步骤：1)按配方配料缸套本体，用变频感应电炉熔炼配料获得铁液，控制铁液出炉温度为1600～1680℃；2)出炉前加入铁液重量0.34～0.5％的孕育剂处理；3)采用金属型湿涂料离心铸造常规工艺生产缸套本体；4)将缸套本体进行磷化处理；5)对磷化处理后的缸套本体的内壁、外壁进行抛光；6)采用气雾化法制备外涂层的纳米球，将微量元素Mo、Ti、Sn、Cu研磨后采用表面活性剂保护法与所述纳米球进行混合制得混合物，将所述混合物采用超音速火焰喷涂工艺在缸套本体的外壁喷涂外涂层。优选的，所述孕育剂为硅钡钙孕育剂。本专利技术的有益效果：在缸套本体的外表面复合一层纳米涂层，增加了缸套的耐腐蚀性能，且纳米涂层中包含纳米SiO2粉末、WC、TiO2和微量元素，硬度可达到HRC64，密度可达8.54g/cm3，喷涂厚度可达4毫米，使得制备出的缸套具有一定的硬度和抗磨损性能，使用寿命长，本专利技术的制备工艺简单，操作性强。具体实施方式下面将对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一一种金刚纳米材质缸套的制备方法，包括以下步骤：1)按配方配料缸套本体，用变频感应电炉熔炼配料获得铁液，控制铁液出炉温度为1600℃；缸套本体的化学组成按如下重量百分比计包含：Si含量为7wt.％，Ti含量为4wt.％，Al含量为0.3wt.％，Mn含量为0.6wt.％，Pd含量为0.05wt.％，C含量为2wt.％，Sr含量为2.3wt.％，Fe含量为50wt.％2)出炉前加入铁液重量0.34％的硅钡钙孕育剂处理；3)采用金属型湿涂料离心铸造常规工艺生产缸套本体；4)将缸套本体进行磷化处理；5)对磷化处理后的缸套本体的内壁、外壁进行抛光；6)采用气雾化法制备外涂层的纳米球，外涂层包含以下重量份的原料：Fe56份、纳米SiO2粉末25份、WC4份、TiO22份、微量元素0.53份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，将微量元素Mo、Ti、Sn、Cu按质量比为2:3:1:4研磨后采用表面活性剂保护法与所述纳米球进行混合制得混合物，将所述混合物采用超音速火焰喷涂工艺在缸套本体的外壁喷涂外涂层。实施例二一种金刚纳米材质缸套的制备方法，包括以下步骤：1)按配方配料缸套本体，用变频感应电炉熔炼配料获得铁液，控制铁液出炉温度为1627℃；缸套本体的化学组成按如下重量百分比计包含：Si含量为8wt.％，Ti含量为5wt.％，Al含量为0.35wt.％，Mn含量为0.7wt.％，Pd含量为0.06wt.％，C含量为2.5wt.％，Sr含量为2.4wt.％，Fe含量为55wt.％2)出炉前加入铁液重量0.42％的硅钡钙孕育剂处理；3)采用金属型湿涂料离心铸造常规工艺生产缸套本体；4)将缸套本体进行磷化处理；5)对磷化处理后的缸套本体的内壁、外壁进行抛光；6)采用气雾化法制备外涂层的纳米球，外涂层包含以下重量份的原料：Fe63份、纳米SiO2粉末28份、WC7份、TiO26份、微量元素0.71份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，将微量元素Mo、Ti、Sn、Cu按质量比为2:3:1:4研磨后采用表面活性剂保护法与所述纳米球进行混合制得混合物，将所述混合物采用超音速火焰喷涂工艺在缸套本体的外壁喷涂外涂层。实施例三一种金刚纳米材质缸套的制备方法，包括以下步骤：1)按配方配料缸套本体，用变频感应电炉熔炼配料获得铁液，控制铁液出炉温度为1680℃；缸套本体的化学组成按如下重量百分比计包含：Si含量为9wt.％，Ti含量为6wt.％，Al含量为0.4wt.％，Mn含量为0.8wt.％，Pd含量为0.07wt.％，C含量为3wt.％，Sr含量为2.6wt.％，Fe含量为60wt.％2)出炉前加入铁液重量0.5％的硅钡钙孕育剂处理；3)采用金属型湿涂料离心铸造常规工艺生产缸套本体；4)将缸套本体进行磷化处理；5)对磷化处理后的缸套本体的内壁、外壁进行抛光；6)采用气雾化法制备外涂层的纳米球，外涂层包含以下重量份的原料：Fe68份、纳米SiO2粉末30份、WC10份、TiO210份、微量元素0.94份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu，将微量元素Mo、Ti、Sn、Cu按质量比为2:3:1:4研磨后采用表面活性剂保护法与所述纳米球进行混合制得混合物，将所述混合物采用超音速火焰喷涂工艺在缸套本体的外壁喷涂外涂层。将本专利技术三个实施例制备的缸套与市售缸套进行磨损实验对比，结果如下表1，由此可见，设有纳米涂层的缸套综合性能优异，耐磨性好。表1序号磨损前(g)磨损后(g)磨损量(g)实施例一58.547458.54560.0018实施例二58.257958.25550.0024实施例三58.285758.28430.0014对比组58.696858.69040.0064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、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】
1.一种金刚纳米材质缸套，包括缸套本体，其特征在于，所述缸套本体的外表面设有外涂层。

【技术特征摘要】
1.一种金刚纳米材质缸套，包括缸套本体，其特征在于，所述缸套本体的外表面设有外涂层。2.如权利要求1所述的一种金刚纳米材质缸套，其特征在于，所述外涂层包含以下重量份的原料：Fe56-68份、纳米SiO2粉末25-30份、WC4-10份、TiO22-10份、微量元素0.53-0.94份；其中所述微量元素为Mo、Ti、Sn、Cu。3.如权利要求2所述的一种金刚纳米材质缸套，其特征在于，所述微量元素Mo、Ti、Sn、Cu的质量比为2:3:1:4。4.如权利要求2所述的一种金刚纳米材质缸套，其特征在于，所述纳米SiO2粉末的颗粒直径小于10nm。5.如权利要求1至4中任一项所述的一种金刚纳米材质缸套，其特征在于，所述缸套本体的化学组成按如下重量百分比计包含：Si含量为7～9wt.％，Ti含量为4～6wt.％，Al含量为0.3～0.4wt.％，Mn含量为0.6～0.8w...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊和明，
申请(专利权)人：青岛科华石油机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37