氮化平臺網紋氣缸套加工方法技術

本發明專利技術涉及發動機氣缸套加工技術，該氮化平臺網紋氣缸套，在內孔壁上設有氮硬化復合層，復合層包括疏松層、致密層和擴散層，在疏松層和致密層上設有網紋平臺和溝槽，在平臺上設有微溝槽，各溝槽相互貫通，呈交叉網狀規則排列，平臺網紋與氣缸套中心線方向夾角α為１００°～１５０°，在４ｍｍ測量長度內，平臺網紋的溝槽深度≥３μｍ的溝槽數至少有５個；氮化平臺網紋加工由機械珩磨磨具對氣缸套內孔慢速自轉相對磨削運動形成，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為１５～５０米／分，相對軸向往復運動速度為４～３０米／分。磨具由具有彈性的軟木或橡膠、樹脂結合劑和磨粒按一定配比組成，其磨削量為０．００２～０．０２ｍｍ，磨具具有彈性，可使磨粒深入微溝槽及溝槽底部進行精細磨削。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
一種，屬于機械工程
，尤其涉及發動機氣缸套加工技術。
技術介紹
國內現有的氣缸套，經機械加工具有網紋結構，在氮化熱處理后，氣缸套內孔表面疏松層的硬度和抗腐蝕能力有所提高，雖然疏松層也可含油，有利于潤滑，但氣缸套內孔表面的氮化層完全覆蓋阻斷了原有網紋溝槽，并使疏松層表面呈峰巒狀，徹底破壞了氣缸套內孔原有平臺網紋表面的優點，使氣缸套與活塞、活塞環的初始磨合效果和泵油能力均有所下降。通常的機械珩磨方法加工氣缸套內孔會完全去除氮化后的表面疏松層或沒有溝槽，在1μm的支承長度率Tp＜5％，使氣缸套含油效果不佳，從而使發動機活塞環與缸套的配副性能下降，磨合期延長，缸套上止點潤滑效果下降，使機油消耗高，發動機尾氣中CO和CH有害氣體和顆粒排放增高，不利于環保。技術方案本專利技術的目的是提供一種氮化網紋氣缸套加工方法，使氣缸套內孔表面在經氮化熱處理后由珩磨加工出平臺網紋，提高潤滑效果和氣缸套使用壽命。本專利技術加工出的氮化平臺網紋氣缸套，在內孔壁上設有氮硬化復合層，復合層包括疏松層、致密層和擴散層，在疏松層和致密層上設有網紋平臺和溝槽，在平臺上設有微溝槽，各溝槽相互貫通，呈交叉網狀規則排列，平臺網紋與氣缸套中心線方向夾角α為100°～150°，在4mm測量長度內，平臺網紋的溝槽深度≥3μm的溝槽數至少有5個；氮化平臺網紋加工由機械珩磨的高速旋轉彈性磨具對氣缸套內孔慢速自轉相對磨削運動形成，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為15～50米/分，相對軸向往復運動速度為4～30米/分。本專利技術加工出的這種氮化平臺網紋氣缸套內孔表面結構合理，便于潤滑油沿溝槽流動及沁滲形成高強度油膜，使氣缸套與活塞、活塞環間潤滑性能良好，降低油耗達50％以上。高強度的致密層和擴散層提高了氣缸套的抗磨粒磨損和抗腐蝕能力，其1μm水平截距時的支承長度率Tp≥20％，可使氣缸套使用達90萬公里以上，延長使用壽命60％以上。網狀溝槽和1μm支承長度率的提高，增加了密封效果，從而達到延長氣缸套使用壽命、提高發動機功率的目的。本專利技術的機械珩磨加工方法是磨削工具的磨具由具有彈性的軟木或橡膠、樹脂結合劑和磨粒按一定配比組成，其磨削量為0.002～0.02mm。氮化前氣缸套內表面呈平臺網紋表面，氮化后用具有彈性的磨具對氣缸套內表面進行精細珩磨，磨具的高速旋轉和氣缸套慢速自轉相配合進行精細珩磨加工，使氮化平臺網紋疏松層表面深度為0.002～0.025m、硬度為維氏Hv25＝130～390的表面峰巒狀被磨具磨削成平臺狀，由于這種結構的磨具具有彈性，可使磨粒深入微溝槽及溝槽底部進行精細磨削。由于氣缸套平臺網紋達到分層硬化，提高了氣缸套內孔平臺網紋表面光潔度及儲油作用，有利于形成高強度油膜，使活塞、活塞環、氣缸套在潤滑、配摩擦副方面更趨于合理，可降低機油消耗50％以上，延長使用壽命，并使發動機尾氣中顆粒排放下降15％以上，有利于環保。附圖說明圖1為本專利技術氣缸套內孔表面放大示意2為本專利技術氣缸套內孔表面放大剖視3為本專利技術磨削工具磨具材料結構示意圖具體實施例本專利技術的氮化平臺網紋氣缸套內孔由金屬基體7、疏松層4、致密層5和擴散層6組成復合層，在疏松層4、致密層5上設有平臺1、微溝槽2及溝槽3，微溝槽2之間相互貫通，溝槽3之間相互貫通，各溝槽相互貫通，組合成交叉網狀結構網紋，平臺1、微溝槽2和溝槽3與氣缸套中心線方向夾角α為100°～150°，呈交叉網狀規則排列，在4mm測量長度內，平臺網紋的溝槽3深度≥3μm的溝槽數至少有5個，其1μm的支承長度率Tp≥20％。疏松層4的深度為0.002～0.025mm，硬度為維氏Hv25＝130～390。由于珩磨加工的磨具8材料選用顆粒狀軟木或橡膠9，高硬度磨粒10和樹脂結合劑11，并按一定配比組成，所以磨具8在磨削加工時具有彈性，并對平臺1頂部、微溝槽2及溝槽3底部均進行磨削加工。氮化熱處理后的疏松層4表面為峰巒狀，經過機械珩磨磨具8對氣缸套進行精細珩磨，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為15～50米/分，相對軸向往復運動速度為4～30米/分，使彈性磨具8對疏松層4的表面進行彈性擠壓磨削，并有一部分軟木或橡膠9和磨粒10擠入微溝槽2和溝槽3內，使疏松層4峰巒狀被逐步磨削成平臺1，由于溝槽3和微溝槽2處的硬度相對平臺1處的低一些，溝槽結構相對更疏松，所以當磨輪8作用于平臺1表面時，被擠入微溝槽2和溝槽3的磨粒10也在對其進行繼續加工磨削，從而恢復溝槽3，磨削加工出新的微溝槽2，形成了平臺網紋。用本專利技術方法加工出的平臺網紋氣缸套內孔表面結構合理，便于潤滑油沿溝槽流動及沁滲形成高強度油膜，提高潤滑性能，降低油耗達50％以上，增加密封效果，可使氣缸套使用壽命達90萬公里，延長壽命60％以上。權利要求1.一種，在氣缸套內孔壁上設有氮硬化復合層，復合層包括疏松層、致密層和擴散層，其特征在于疏松層和致密層上設有網紋平臺和溝槽，在平臺上設有微溝槽，各溝槽相互貫通，呈交叉網狀規則排列，平臺網紋與氣缸套中心線方向夾角α為100°～150°，在4mm測量長度內，平臺網紋的溝槽深度≥3μm的溝槽數至少有5個；機械珩磨的高速旋轉彈性磨具對氣缸套內孔慢速自轉相對磨削運動形成氮化平臺網紋，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為15～50米/分，相對軸向往復運動速度為4～30米/分。2.根據權利要求1所述的機械珩磨加工方法，其特征在于磨輪由具有彈性的軟木或橡膠、樹脂結合劑和磨粒按一定配比組成，對平臺網紋氣缸套加工磨削量為0.002～0.02mm。全文摘要本專利技術涉及發動機氣缸套加工技術，該氮化平臺網紋氣缸套，在內孔壁上設有氮硬化復合層，復合層包括疏松層、致密層和擴散層，在疏松層和致密層上設有網紋平臺和溝槽，在平臺上設有微溝槽，各溝槽相互貫通，呈交叉網狀規則排列，平臺網紋與氣缸套中心線方向夾角α為100°～150°，在4mm測量長度內，平臺網紋的溝槽深度≥3μm的溝槽數至少有5個；氮化平臺網紋加工由機械珩磨磨具對氣缸套內孔慢速自轉相對磨削運動形成，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為15～50米/分，相對軸向往復運動速度為4～30米/分。磨具由具有彈性的軟木或橡膠、樹脂結合劑和磨粒按一定配比組成，其磨削量為0.002～0.02mm，磨具具有彈性，可使磨粒深入微溝槽及溝槽底部進行精細磨削。文檔編號B23P15/00GK1411947SQ02138260公開日2003年4月23日 申請日期2002年9月9日 優先權日2002年9月9日專利技術者梁全順, 金鍵 申請人:揚州五亭橋缸套有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氮化平臺網紋氣缸套加工方法，在氣缸套內孔壁上設有氮硬化復合層，復合層包括疏松層、致密層和擴散層，其特征在于疏松層和致密層上設有網紋平臺和溝槽，在平臺上設有微溝槽，各溝槽相互貫通，呈交叉網狀規則排列，平臺網紋與氣缸套中心線方向夾角α為１００°～１５０°，在４ｍｍ測量長度內，平臺網紋的溝槽深度≥３μｍ的溝槽數至少有５個；機械珩磨的高速旋轉彈性磨具對氣缸套內孔慢速自轉相對磨削運動形成氮化平臺網紋，氣缸套與磨具的相對旋轉速度為１５～５０米／分，相對軸向往復運動速度為４～３０米／分。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁全順，金鍵，
申請(專利權)人：揚州五亭橋缸套有限公司，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]