一种新型气缸套及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型气缸套及其制备方法。该气缸套的外圆表面随机分布凹陷部及分割相邻凹陷部的凸起棱，凸起棱围合形成凹陷部，以任一凹陷部作为基准凹陷部，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数至少为3个。通过这样的结构，能提高气缸套与铝合金结合紧密性，经测试，本发明专利技术的气缸套与铝合金液的结合率达到90％以上，而外圆毛刺状气缸套与铝合金液的结合率小于50％。该制备方法采用至少两次涂料喷涂，能保证涂料层完全隔绝模具内壁，在后续的铁液浇注过程中，铁液不会与模具内壁接触，从而减少铁液过冷度，改善铸件外壁金相。

【技术实现步骤摘要】
一种新型气缸套及其制备方法
本专利技术属于汽缸套的制造领域，具体涉及一种新型气缸套及其制备方法。
技术介绍
气缸套是一个圆筒形零件，置于机体气缸体的缸筒内，上由气缸盖压紧固定，气缸套与活塞和气缸盖共同组成燃烧室，活塞在气缸套内孔作往复运动。目前，轿车发动机普遍采用铝合金内嵌灰铸铁气缸套，所用气缸套一种为外圆加工的螺纹式，另一种是外圆为铸态的毛刺状。外圆螺纹式气缸套的表面太光，与铝合金结合不紧密；而外圆毛刺状气缸套对压力机要求太高，因为压力太低，毛刺根部不容易充型，进而造成铝合金和汽缸套的结合紧密性差。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的是现有气缸套与铝合金结合紧密性差的缺陷，进而提供了一种气缸套与铝合金结合紧密好的新型气缸套及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种新型气缸套，所述气缸套的外圆表面随机分布凹陷部及分割相邻凹陷部的凸起棱，凸起棱围合形成所述凹陷部，以任一凹陷部作为基准凹陷部，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数至少为3个。优选地，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数为4-10个。在本专利技术中，“与所述基准凹陷部相邻的凹陷部”是指与“基准凹陷部”存在共用的凸起棱的凹陷部。进一步地，所述凹陷部的网孔直径为0.5-4.0mm，网孔深度为0.1-0.6mm。在本专利技术中，网孔直径的测量方法采用计算机辅助设计软件测量，如solidworks绘图软件或UG绘图软件等，采用Solidworks绘图软件或UG绘图软件测量，通过Solidworks绘图软件或UG绘图软件描摹出凹陷部的内边缘(也即网孔的边缘)，将内边缘首尾相连形成封闭图形，并通过Solidworks绘图软件或UG绘图软件计算出封闭图形的面积，通过封闭图形的面积转化成对等面积的圆，从而得知圆的直径，也即为网孔直径。在本专利技术中，网孔深度的测量方法为：在车床上将气缸套夹紧车削外圆，车削前外圆的直径与凸起棱车掉后外圆的直径差值的一半，即为网孔深度。车掉后气缸套外圆的表面即为凹陷部的基础底面；更为准确的一种测定方式为：以被检测的凸起棱的左右两侧的凹陷部的最低处的连线作为基准平面，测定基准平面与凸起棱顶端平面之间的间距作为凸起棱的高度，也即网孔深度。在本专利技术中，凸起棱的定义为：以待围合的凹陷部的基础底面为基准，只要高出凹陷部的基础底面的若干连续的凸起，即认为凸起棱；更优选地，相对于凹陷部的基础底面，高度不低于0.1mm的若干连续的凸起，即认为凸起棱。进一步地，所述气缸套的外圆表面存在占总网孔个数至少10％的封闭网孔，其余网孔为断续网孔。在本专利技术中，封闭网孔是指凹陷部的四周被凸起棱围合封闭，网孔不存在缺口；断续网孔是指凹陷部的四周被凸起棱部分围合，网孔存在缺口，缺口处无凸起棱。进一步地，网孔直径为0.5-2mm的网孔个数占视场中总网孔个数不小于50％；或者，网孔直径为2-4mm的网孔个数占视场中总网孔个数不小于50％。在本专利技术中，视场是指采用超景深显微镜在气缸套的外圆表面随机选择若干观测点，对气缸套的外圆表面放大一定倍数后，超景深显微镜所显示的视场，具体地，放大倍数可为20倍，若干观测点可为5个。优选地，所述网孔深度为0.2-0.4mm。所述气缸套的外圆表面存在占总网孔个数20-50％的封闭网孔，其余网孔为断续网孔。优选地，所述凹陷部和凸起棱均遍布于所述气缸套的外圆表面。此外，本专利技术还提供了上述气缸套的制备方法，在向模具内腔浇注铁液之前，还包括向所述模具内壁进行至少两次涂料喷涂，并在所述模具内壁形成涂料层的步骤。进一步地，在进行所述涂料喷涂时，所述模具的温度为250-380℃，所述涂料喷涂的喷涂压力为0.2-0.6Mpa，例如可为0.2-0.4Mpa、0.45-0.6Mpa；所述涂料喷涂的转速为500-1000rpm。进一步地，所述涂料喷涂是以直径为1.5-2.5mm的喷嘴作为喷头进行喷涂的；所述涂料喷涂的喷涂方向与所述模具的轴向夹角为20-60°，例如可为25-60°、20-24°。另外，涂料喷涂的打开角度为夹角的两倍，为40-120°。喷涂行进速度30-50mm/s。此处喷涂行进速度是指喷头沿模具轴向在其内腔中的移动速度。进一步地，所述涂料喷涂由第一次涂料喷涂和第二次涂料喷涂组成，所述第一次涂料喷涂与第二次涂料喷涂的喷涂间隔时间为3-10s。进一步地，所述浇注的浇注温度为1400-1500℃；在浇注过程中，进行离心铸造，所述模具的转速为1300-1600rpm，例如可为1400-1600rpm、1300-1380rpm。进一步地，所述涂料喷涂所用涂料，包括如下重量份原料：70-73份的水、20-22份的硅藻土和5-10份的膨润土。进一步地，所述涂料的比重1.1-1.2g/cm3，粘度为50-70s。进一步地，在使用所述涂料之前，还包括向所述涂料中加入占涂料总重量0.9-1.5％的发泡剂。进一步地，在将所述铁液浇注于所述模具内腔之前，还包括向所述铁液加入占其总重量0.4-0.8％的孕育剂，并于1380-1500℃下孕育的步骤。进一步地，所述铁液由如下原料组成：碳3.0～3.5wt％、硅2.0～2.7wt％、锰0.5～1.0wt％、铬0.1～0.4wt％、铜0.2～1.5wt％、硫＜0.1wt％、磷≤0.4wt％、余量为铁；所述孕育剂为硅锶锆。进一步地，所述模具侧壁上均匀分布透气塞，所述模具的内壁的粗糙度小于3.2μm；还包括将浇注铁液后的模具冷却至700-800℃后，将铸件从模具中取出，空冷，得到毛坯，并对毛坯进行抛丸处理。进一步地，所述抛丸处理的抛丸直径0.2-0.4mm，优选为0.3mm。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术所提供的气缸套，在气缸套的外圆表面随机分布凹陷部及分割相邻凹陷部的凸起棱，凸起棱围合形成凹陷部，以任一凹陷部作为基准凹陷部，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数至少为3个。通过这样的结构，能提高气缸套与铝合金结合紧密性，经测试，本专利技术的气缸套与铝合金液的结合率达到90％以上，而外圆毛刺状气缸套与铝合金液的结合率小于50％。(2)本专利技术所提供的气缸套，进一步地，控制凹陷部的网孔直径为0.5-4.0mm，网孔深度为0.1-0.6mm，克服了现有外圆毛刺状气缸套因表面蘑菇状或尖锥状等毛刺间存在缝隙，在采用重力铝合金铸造过程中，阻碍铝合金液的流动，造成铝合金液充型不满的缺陷。反观本专利技术的气缸套，其外圆表面上分布的特定网孔直径和网孔深度的网状结构，不存在缝隙，在铝合金液浇注过程中，铝合金液很容易充型填满其表面。(3)本专利技术所提供的气缸套，通过优化气缸套的外圆表面的封闭网孔占总网孔个数、网孔直径为0.5-2mm的网孔个数占视场中总网孔个数或者网孔直径为2-4mm的网孔个数占视场中总网孔个数不小于50％，有助于提高气缸套与铝合金液的结合率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型气缸套，其特征在于，所述气缸套的外圆表面随机分布凹陷部及分割相邻凹陷部的凸起棱，凸起棱围合形成所述凹陷部，以任一凹陷部作为基准凹陷部，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数至少为3个。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型气缸套，其特征在于，所述气缸套的外圆表面随机分布凹陷部及分割相邻凹陷部的凸起棱，凸起棱围合形成所述凹陷部，以任一凹陷部作为基准凹陷部，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数至少为3个。


2.根据权利要求1所述的新型气缸套，其特征在于，与所述基准凹陷部相邻的凹陷部的个数为4-10个。


3.一种权利要求1-2任一项所述的新型气缸套的制备方法，其特征在于，在向模具内腔浇注铁液之前，还包括向所述模具内壁进行至少两次涂料喷涂，并在所述模具内壁形成涂料层的步骤。


4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在进行所述涂料喷涂时，所述模具的温度为250-380℃，所述涂料喷涂的喷涂压力为0.2-0.6Mpa；
所述涂料喷涂的转速为500-1000rpm。


5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述涂料喷涂是以直径为1.5-2.5mm的喷嘴作为喷头进行喷涂的；
所述涂料喷涂的喷涂方向与所述模具的轴向夹角为20-60°。


6.根据权利要求3-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述涂料喷涂由第一次涂料喷涂和第二次涂料喷涂组成，所述第一次涂料喷涂与第二次涂料喷涂的喷涂间隔时间为3-10s。


7.根据权利要求3-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述浇注的浇注温度为1400-1500℃；
在浇注过程中，进行离心铸造，所述模具的转速为1300-1600rpm。

【专利技术属性】
技术研发人员：高广东，赵广华，孙世贵，刘永峰，
申请(专利权)人：中原内配集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41