專利名稱：摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電真空工藝技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用真空濺鍍對(duì)摩托車發(fā) 動(dòng)機(jī)內(nèi)壁進(jìn)行處理的工藝方法。
背景技術(shù)：
在摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其活塞在氣缸筒內(nèi)作高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí) 缸內(nèi)的溫度可達(dá)到幾百度的高溫，因而氣缸的內(nèi)壁和活塞的外周均要有極 好的耐磨性和潤(rùn)滑性。為了提高氣缸內(nèi)壁的硬度和耐磨性，改善缸筒與活 塞之間的運(yùn)動(dòng)摩擦條件，現(xiàn)有技術(shù)一般均采取對(duì)氣缸內(nèi)壁進(jìn)行電鍍處理， 鍍層一般為硬鉻層。己公開的中國專利《鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁鎳陶
(Ni-SiC)復(fù)合電鍍工藝》(申請(qǐng)?zhí)?9113478.8)提供了一種在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸 內(nèi)壁上電鍍鎳-碳化硅(Ni-SiC)的技術(shù)，其有效地提高了摩托車氣缸的耐磨 性和使用壽命。然而電鍍處理存在兩大嚴(yán)重缺陷， 一是電鍍工藝過程中會(huì) 產(chǎn)生大量含有鉻或鎳等元素的廢液，即使花費(fèi)高昂代價(jià)采取了三廢處理措 施，也仍然會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染；二是由于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸間歇工作條件引起 的熱脹冷縮，使鍍層對(duì)基體的結(jié)合牢度大大降低，經(jīng)過一段運(yùn)轉(zhuǎn)后會(huì)出現(xiàn) 鍍層的脫落，從而影響氣缸的工作壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸采用電鍍技
術(shù)處理的缺陷，提供一種利用真空濺鍍工藝技術(shù)的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理
方法，其具有工藝過程無污染、復(fù)合層結(jié)合強(qiáng)度高、工作壽命長(zhǎng)和減少污
染排放的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆取的技術(shù)方案如下
一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，采取真空濺鍍工藝，在真空中利用 電子束轟擊靶材，使之濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上形成復(fù)合層，其特征在于:
所述靶材的成份中含有碳化硅和剛玉。
本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法所使用的靶材成份中還含有
鑭系稀土材料鐠、鏑、銪、鐿，其成份的構(gòu)成為鐠5~30%。、鏑5~300%。、 銪5 30%。、鐿5~30%);所述復(fù)合層厚度為80mm 100mm,其表面可覆有 氧化鈰，密度為0.1g/Cm2 0.5g/cm2;本發(fā)明所采取的真空濺鍍工藝規(guī)范為 濺鍍靶材純度4N 8N，濺鍍靶材顆粒度《60nm，真空度1 pa ~ 5 X 10"° Pa， 工作電壓4kV 6kV。
與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸采用傳統(tǒng)的電鍍處理技術(shù)相比較，本發(fā)明應(yīng)用真空 濺鍍技術(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上濺射形成含有碳化硅(SiC)、剛玉(A1203) 以及鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑(Dy)、銪(Eu)、鐿(Yb)的復(fù)合層，從 而避免了電鍍工藝過程導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，還大大提高了復(fù)合層對(duì)基體 的結(jié)合強(qiáng)度，避免了鍍層剝落，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命；與此同時(shí)，復(fù) 合層中的鑭系稀土元素在工作時(shí)會(huì)對(duì)油氣產(chǎn)生催化裂解作用，從而提高爆 燃效率，減少有害氣體的產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明還在復(fù)合層表 面覆有氧化鈰(Ce02)作為應(yīng)力分散劑,改善了缸筒與活塞之間的摩擦條件和 滑潤(rùn)性。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法是采用真空濺鍍工藝來實(shí)現(xiàn) 的在真空度為1 pa 5X 10"Qpa的真空條件下，利用工作電壓為4kV 6kV 的電子槍發(fā)出的高頻電子束去轟擊由碳化硅(SiC)和剛玉(A1203)構(gòu)成 的靶材，該靶材中還可以含有設(shè)定好配比成份的鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑 (Dy)、銪(Eu)和鐿(Yb)，其靶材成份的構(gòu)成為鐠5 30%。、鏑5 30 %。、銪5 30%。、鐿5~30%。，其余的為碳化硅(SiC)和剛玉(A1203)，其
靶材純度為4N 8N，靶材顆粒度《60nm。電子束的轟擊使靶材材料形成
等離子體濺射到摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)壁上，并在表面形成具有一定厚度 的含有陶瓷、稀土材料((Al203+SiC)、 (PrfDy+Eu+Yb))的共晶復(fù)合層，
該復(fù)合層厚度為80mm 100mm。在該復(fù)合層的表面還可以覆有起應(yīng)力分散 作用的氧化鈰(Ce02)，覆蓋密度為0.1g/cm2~0.5g/cm2。
首先，由于本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法摒棄了傳統(tǒng)的電 鍍工藝技術(shù)，因而無廢水、廢氣和廢棄物形成，具有良好的環(huán)保特點(diǎn)。其 次，由于運(yùn)用了真空濺鍍工藝，濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上的等離子狀態(tài)的 復(fù)合材料會(huì)滲入到基體表面的金屬分子間隙中去，形成復(fù)合材料與基體相 互牢固嵌入的復(fù)合層，因此濺射的復(fù)合層與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸基體結(jié)合得相當(dāng)牢 固，不存在剝落問題，從而不僅增強(qiáng)了氣缸內(nèi)壁的硬度、提高了耐磨性， 而且大大延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命。
與一般真空濺鍍工藝不同的是，本發(fā)明的靶材材料成份為碳化硅(SiC) 和剛玉(A1203)，同時(shí)還采用鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑(Dy)、銪(Eu) 和鐿(Yb)。碳化硅和剛玉提高了氣缸內(nèi)壁的硬度和耐磨性，而鑭系稀土材 料在高溫條件下對(duì)氣缸中的油氣發(fā)生催化作用，裂解了汽油及其硫化物、 氧化氮等有害氣體的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，提高了爆燃效率，使油氣充分燃燒，降 低了油耗，減少了有害氣體的產(chǎn)生，改善了排放對(duì)大氣的污染。
以下提供一些應(yīng)用本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法的工藝實(shí) 施例。 實(shí)施例l:
1、靶材成份
鐠5%。、鏑15%。、銪20%。、鐿30%。，其余為碳化硅(SiC)和剛玉(A1203)。
2、工藝規(guī)范
靶材純度 4N
耙材顆粒度 20nm
真空度 5X10"QPa
工作電壓 4kV。
3、復(fù)合層厚度80mm;氧化鈰表層密度O.lg/cm2 。 實(shí)施例2:
1、靶材成份
鐠20%。、鏑30%。、銪30%。、鐿5%。，其余為碳化硅(SiC)和剛玉
(A1203)。
2、工藝規(guī)范
靶材純度 5N
耙材顆粒度 60nm
真空度 lX10"Pa
工作電壓 5kV。
3、復(fù)合層厚度90mm;氧化鈰表層密度0.2g/cm2 。
實(shí)施例3:
1、 耙材成份
鐠30%。、鏑5%。、銪5%。、鐿15%。，其余為碳化硅(SiC)和剛玉 (A1203)。
2、 工藝規(guī)范
耙材純度 6N 靶材顆粒度 30nm
2.5X10"6 Pa 工作電壓 6kV。 3、復(fù)合層厚度100mm;氧化鈰表層密度0.3g/cm2 。
實(shí)施例4:
1、 靶材成份
鐠5%。、鏑20%。、銪15%。、鐿30%。，其余為碳化硅(SiC)和剛玉 (A1203)。
2、 工藝規(guī)范
7N 40nm 1 Pa
工作電壓 6kV。 3、復(fù)合層厚度85mm;氧化鈰表層密度0.4g/cm2 。
實(shí)施例5:
1、 靶材成份 碳化硅(SiC)-
2、 工藝規(guī)范
靶材純度 靶材顆粒度
靶材純度 靶材顆粒度
工作電壓 3、復(fù)合層厚度:
剛玉(A1203)。
8N 50nm 2X10-3Pa 5kV。
80mm。
權(quán)利要求
1、一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，采取真空濺鍍工藝，在真空中利用電子束轟擊靶材，使之濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上形成復(fù)合層，其特征在于所述靶材的成份中含有碳化硅和剛玉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特征在于: 所述靶材的成份中還含有鑭系稀土材料鐠、鏑、銪、鐿。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特征在于:所述鑭系稀土材料成份的構(gòu)成為鐠5~30%。、鏑5~30%。、銪5 30%>、 鐿5 30%>。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2或3所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特 征在于真空濺鍍工藝規(guī)范為濺鍍靶材純度 4N 8N 濺鍍靶材顆粒度 《60nm真空度 lpa~5X10-wPa 工作電壓 4kV 6kV。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特征在于: 所述復(fù)合層的表面覆有氧化鈰。
6、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特征在于: 所述復(fù)合層表面的氧化鈰密度為0.1g/cm2 ~ 0.5g/cm2。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其特征在于: 所述復(fù)合層的厚度為80mm 100mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理方法，其采取真空濺鍍工藝，在真空中利用電子束轟擊靶材，使之濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上形成復(fù)合層，所述靶材的成份中含有碳化硅和剛玉，其成份中還含有鐠5～30‰、鏑5～30‰、銪5～30‰、鐿5～30‰，復(fù)合層的厚度為80mm～100mm，其表面可覆有氧化鈰，密度為0.1g/cm²～0.5g/cm²；真空濺鍍工藝規(guī)范為濺鍍靶材純度4N～8N，濺鍍靶材顆粒度≤60nm，真空度1Pa～5×10^-10Pa，工作電壓4kV～6kV。本發(fā)明克服了現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸采用電鍍技術(shù)處理的缺陷，其具有工藝過程無污染、復(fù)合層結(jié)合強(qiáng)度高、工作壽命長(zhǎng)和減少污染排放的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C23C14/34GK101191193SQ20061011857
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者俞月明, 石文淵, 石秉鈞, 蘇其燦 申請(qǐng)人:上海坤孚企業(yè)(集團(tuán))有限公司;上海坤孚通用機(jī)械制造有限公司;上海坤孚車輛配件有限公司