專利名稱：遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套及其氣缸套材質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣缸套及其氣缸套材質(zhì)，具體涉及遠(yuǎn)洋船舶 發(fā)動機氣缸套及其氣缸套材質(zhì)。
技術(shù)背景氣缸套是發(fā)動機的心臟部件，其內(nèi)表面與活塞頂部、活 塞環(huán)、氣缸蓋底面一起構(gòu)成了發(fā)動機的燃燒室，并引導(dǎo)活塞 的往復(fù)直線運動。氣缸內(nèi)表面既是裝配表面又是工作表面， 其加工質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到發(fā)動機的裝配性能和使用性 能。目前，國內(nèi)遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套存在以下問題①國 內(nèi)產(chǎn)業(yè)加工水平低，缸套內(nèi)壁采用普通珩磨網(wǎng)紋，潤滑和減 摩效果較差，缸套使用壽命短，發(fā)動機能耗高，排放超標(biāo)； ②發(fā)動機在工作時作功過程中燃燒室的工作溫度達(dá)1000°C 以上，熔熾磨損極易產(chǎn)生積碳，造成磨粒磨損，缸套產(chǎn)生的 早磨縮短了缸套的使用壽命，嚴(yán)重加大了價格十分昂貴的遠(yuǎn) 洋船舶發(fā)動機氣缸套的維修費用；③現(xiàn)有遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣 缸套大多數(shù)以高磷鑄鐵、硼鑄鐵、釩鈦鑄鐵、低合金鑄鐵等 為材質(zhì)，雖然在配方中也采用了一些合金元素，但材料的綜 合力學(xué)性能低，強度和硬度低，耐磨性能差，產(chǎn)品壽命短，難以滿足遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機的需求；另一方面船用柴油機長時 間在海洋環(huán)境中遠(yuǎn)行，零件易被穴蝕，要求氣缸套耐穴蝕性 能好、精度高、振動小，現(xiàn)有的氣缸套材質(zhì)尚不能完全滿足 要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套及 其氣缸套材質(zhì)，采用本發(fā)明的氣缸套材質(zhì)制造氣缸套，改善 氣缸套的機械性能和金相組織，增強耐磨性，加大儲油性能， 提高發(fā)動機使用性能，延長使用壽命，降低能源消耗，尾氣 達(dá)標(biāo)排放減少污染保護(hù)環(huán)境。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是在氣缸套的上端面與下端面 之間的缸套外壁上依次有支承肩、上水套壁、上支承面、下 水套壁、下支承面、下腰帶和裙部，在臨近氣缸套上端面的 外壁處設(shè)支承肩，在支承肩下方的氣缸套外壁上間隔設(shè)上支 承面和下支承面形成上水套壁和下水套壁，在下支承面的下 方的氣缸套外壁上設(shè)下腰帶和裙部，裙部靠近氣缸套的下端 面，在氣缸套的內(nèi)表面上分布平臺網(wǎng)紋，所述的平臺網(wǎng)紋由 小平臺和深溝槽組成，其特征在于在氣缸套的內(nèi)表面的上 端位于燃燒室部位鑲?cè)胧桨惭b耐高溫環(huán)。本發(fā)明的遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套，在下腰帶上設(shè)一組封 水槽，封水槽內(nèi)安裝O型密封圈。本發(fā)明的氣缸套材質(zhì)由以下組份重量百分比組成C 2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0.04、 MoO. 3 0. 5、 CuO. 7 0.9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。 本發(fā)明的氣缸套的合成方法是首先合金按比例配料且 熔煉；然后依傳統(tǒng)工藝進(jìn)行澆注、粗加工、精加工等工序。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、在該燃燒室部位鑲?cè)胧桨惭b耐高 溫環(huán)，可以克服熔熾磨損產(chǎn)生的積碳，延長氣缸套使用壽命，增 強了遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機的安全性；2、加入適量的Sb可明顯減 小石墨尺寸。因Sb具有阻礙碳原子擴散的功能，其石墨為 均勻分布的細(xì)片狀A(yù)型石墨。Sb熔化潛熱較大，加入Sb時 將會引起鐵水微區(qū)溫度起伏，溫度起伏能夠促使石墨核心增 加。在液態(tài)時，Sb與Fe之間具有良好的潤濕性，附著力很 大。因此，Sb與Fe將形成FeSb2等金屬間化合物。隨著結(jié) 晶溫度的下降，Sb沿奧氏體一熔體界面優(yōu)先聚集，從而促使 石墨核心的生成。由于Sb與Fe的原子半徑相差較大，是Fe 的1.38倍，Sb要分布在Fe的近程有序結(jié)構(gòu)中，會引起較大 的畸變。所以Sb最有利的分布位置是在原子排列混亂的地 方，即石墨的周圍。由于Sb在石墨周圍的富集，影響了界 面前沿碳原子的擴散速度和在石墨上的沉積速度，從而阻礙 石墨生長，形成較為均勻分布的A型細(xì)片狀石墨。在氣缸套 材料成分中加入Sb元素有效的增強金相組織的致密性，顯 著地增強了機械性能，提高了硬度和抗拉強度，增強了耐磨 性和抗穴蝕性能，延長了氣缸套的使用壽命；3、運用先進(jìn) 的合金化技術(shù)，以高合金鑄鐵為缸套材料，改善材料的顯微組織和表面狀態(tài)，提高缸套材料的力學(xué)性能、耐磨性和耐腐蝕性能；4、采用平臺網(wǎng)紋技術(shù)，改善氣缸套的內(nèi)表面在運行過程中的潤滑效果，提高缸套使用壽命。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的平臺網(wǎng)紋示意圖。圖中l(wèi).支承肩上端面，2.支承肩，3.支承肩下端面， 4.上水套壁，5.上支承面，6.下水套壁，7.內(nèi)表面，8.平臺 網(wǎng)紋，9.下支承面，IO.下腰帶，ll.封水槽，12.0型密封圈， 13.裙部，14.耐高溫環(huán)，15.小平臺，16.深溝槽。
具體實施方式
如圖1、 2所示，在氣缸套的上端面與下端面之間的缸 套外壁上依次有支承肩2、上水套壁4、上支承面5、下水套 壁6、下支承面9、下腰帶10和裙部13，在臨近氣缸套上端 面的外壁處設(shè)支承肩2，在支承肩2下方的氣缸套外壁上間 隔設(shè)上支承面5和下支承面9形成上水套壁4和下水套壁6， 在下支承面9的下方的氣缸套外壁上設(shè)下腰帶IO和裙部13， 裙部13靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內(nèi)表面7上分布 平臺網(wǎng)紋8，所述的平臺網(wǎng)紋8由小平臺15和深溝槽16組 成，其特征在于在氣缸套的內(nèi)表面7的上端位于燃燒室部 位鑲?cè)胧桨惭b耐高溫環(huán)14。本發(fā)明的遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套，在下腰帶10上設(shè)一 組封水槽ll，封水槽ll內(nèi)安裝O型密封圈12。本發(fā)明的氣缸套材質(zhì)由以下組份重量百分比組成C2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0. 04、 Mo 0. 3 0. 5、 Cu 0. 7 0. 9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。實例1 首先按重量百分比配料:C 2. 9、Si 1. 8、Mn 0. 7、 P 0. 1、 S 0.01、 Mo 0.3、 Cu 0.7、 Ni 0.3、 Cr 0.25、 Sb 0.2、 Ti 0.035、 Fe 90.815;然后熔煉配料依傳統(tǒng)工藝 進(jìn)行澆注粗加工等工序制得氣缸套。該氣缸套硬度340HB， 抗拉強度270Mpa， A型石墨75。/0，石墨裸露率40%。實例2:首先按重量百分比配料C 3. 0、 Si 2. 0、 Mn 0. 8、 P 0.25、 S 0.025、 Mo 0.4、 Cu 0.8、 Ni 0.35、 Cr 0.35、 Sb 0.35、 Ti 0.04、 Fe 91.76;然后熔煉配料依傳統(tǒng)工藝進(jìn) 行澆注粗加工等工序制得氣缸套。該氣缸套硬度260HB，抗 拉強度280Mpa， A型石墨76y。，石墨裸露率45%。實例3:首先按重量百分比配料C 3. 1、 Si 2. 2、 Mn 0. 9、 P 0.15、 S 0.04、 Mo 0.5、 Cu 0.9、 Ni 0.4、 Cr 0.45、 Sb 0.5、 Ti 0.045、 Fe92. 705;然后熔煉配料依傳統(tǒng)工藝進(jìn) 行澆注粗加工等工序制得氣缸套。該氣缸套硬度270HB，抗 拉強度290Mpa， A型石墨80。/。，石墨裸露率50%。
權(quán)利要求
1.遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套，在氣缸套的上端面與下端面(3)之間的缸套外壁上依次有支承肩(2)、上水套壁(4)、上支承面(5)、下水套壁(6)、下支承面(9)、下腰帶(10)和裙部(13)，在臨近氣缸套上端面的外壁處設(shè)支承肩(2)，在支承肩(2)下方的氣缸套外壁上間隔設(shè)上支承面(5)和下支承面(9)形成上水套壁(4)和下水套壁(6)，在下支承面(9)的下方的氣缸套外壁上設(shè)下腰帶(10)和裙部(13)，裙部(13)靠近氣缸套的下端面，在氣缸套的內(nèi)表面(7)上分布平臺網(wǎng)紋(8)，所述的平臺網(wǎng)紋(8)由小平臺(15)和深溝槽(16)組成，其特征在于在氣缸套的內(nèi)表面(7)的上端位于燃燒室部位鑲?cè)胧桨惭b耐高溫環(huán)(14)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套，其 特征在于在下腰帶(10)上設(shè)一組封水槽(11)，封水槽(11)內(nèi)安裝O型密封圈(12)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套材質(zhì)， 其特征在于該氣缸套材質(zhì)由以下組份重量百分比組成C 2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0.04、 MoO. 3 0. 5、 CuO. 7 0. 9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。
全文摘要
本發(fā)明公開了遠(yuǎn)洋船舶發(fā)動機氣缸套及其氣缸套材質(zhì)，該氣缸套的特征是在氣缸套的內(nèi)表面(7)的上端位于燃燒室部位鑲?cè)胧桨惭b耐高溫環(huán)(14)；該氣缸套材質(zhì)由以下組份重量百分比組成C 2.9～3.1、Si 1.8～2.2、Mn 0.7～0.9、P 0.1～0.15、S 0.01～0.04、Mo 0.3～0.5、Cu 0.7～0.9、Ni 0.3～0.4、Cr 0.25～0.45、Sb 0.2～0.5、Ti 0.035～0.045、Fe 90.815～92.705。采用本發(fā)明的氣缸套材質(zhì)制造氣缸套，改善了氣缸套的機械性能和金相組織，增強了耐磨性，加大了儲油性能，提高了發(fā)動機使用性能，延長了使用壽命，降低了能源消耗，尾氣達(dá)標(biāo)排放減少了污染保護(hù)了環(huán)境。
文檔編號F02F1/02GK101235761SQ20081002067
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月20日
發(fā)明者張順先, 王明泉, 斌 韋, 高金剛 申請人:江蘇愛吉斯海珠機械有限公司