一種乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]霧霾天氣一直影響著中國的很多地區(qū)，霧霾形成的很重要原因是未燃盡顆粒物的排放太多，其中汽車尾氣的排放量占總排放量50%以上。汽車工業(yè)為了降低油耗和尾氣排放量，開始通過各種方法減輕整車的重量。在這種背景下，全鋁汽車發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，它成為降低汽車重量，減少尾氣排放的主要途徑。
[0003]全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)雖然節(jié)能環(huán)保效果好，但由于鋁材料硬度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性等關(guān)鍵核心技術(shù)仍然達(dá)不到相關(guān)技術(shù)要求，其缸套必須采用鑄鐵材料，如何使鑄鐵缸套與鋁缸體結(jié)合緊密，成為困擾發(fā)展全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)的難點(diǎn)。當(dāng)前全鋁發(fā)動(dòng)機(jī)缸套大多采用外圓車螺紋氣缸套和外圓鑄態(tài)氣缸套。為提升缸套缸體結(jié)合強(qiáng)度行業(yè)中出現(xiàn)了外圓車螺紋氣缸套，由于該類產(chǎn)品內(nèi)外表面需要進(jìn)行機(jī)械加工，成本比較高，與鋁缸體結(jié)合力較小。外圓鑄態(tài)氣缸套相比螺紋氣缸套結(jié)合力有所提高，但其突起比較高。外圓表面比較高的突起造成氣缸套離心鑄造過程中缸套毛坯冷卻過快，造成石墨組織及金相組織顯著惡化，形成大量E型石墨和過冷組織，降低氣缸套的耐磨型及與活塞環(huán)的配副性。同時(shí)比較高的突起高度波動(dòng)比較大，造成鋁缸體鑄造過程中圓度波動(dòng)比較大，造成尾氣排放波動(dòng)比較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種耐摩擦、氣缸套外圓表面麻點(diǎn)高度較小的乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套及其制備方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套，氣缸套外圓表面分布有麻點(diǎn)，麻點(diǎn)的形狀包括啞鈴狀、正置錐臺(tái)狀、蠕蟲狀、鷹嘴狀四種形狀，四種形狀的麻點(diǎn)在氣缸套外圓表面隨機(jī)分布，麻點(diǎn)的高度為0.25 mm?1.1mm。
[0006]優(yōu)選的，所述麻點(diǎn)的頂部為不規(guī)則圓弧面，距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面高0.2mm處單個(gè)麻點(diǎn)截面的面積為0.05mm2?7mm2，相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距為0.5mm?5mm ;兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距是指在距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面0.2mm高度處的截面上，兩個(gè)麻點(diǎn)截面邊緣上的點(diǎn)之間距離的最小值，相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距是指某一麻點(diǎn)與其周圍的麻點(diǎn)之間邊緣間距中的最小值。
[0007]所述的乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套的麻點(diǎn)高度為0.25mm?0.5 (不包括0.5) mm時(shí)，相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距為0.5?3mm，距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面高0.2mm處單個(gè)麻點(diǎn)的截面積為 0.05 ?0.3mm2。
[0008]所述的乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套的麻點(diǎn)高度為0.5?1.1mm時(shí)，相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距為1.0?5mm，距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面高0.2mm處單個(gè)麻點(diǎn)的截面積為0.2?7mm2;距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面高為麻點(diǎn)高度的3/5倍處單個(gè)麻點(diǎn)截面的面積為0.05_2?5_2。
[0009]所述乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套的制備方法，包括以下步驟:①將如下重量百分比的各成分在1480°C?1550°C熔煉成鐵液后出爐:C 2.8?3.8%、S 0.03-0.06%、Si1.8 ?2.9%、P ( 0.7%、Mn 0.5-0.9%, Cr 0.1-0.4%、Cu 0.1-0.7%，余量為鐵；②制備涂液，制備涂液的過程如下:以重量份數(shù)計(jì)，取娃藻土 10?45份、膨潤土 2.5?25份、十二燒基苯磺酸鈉0.1-0.5份、水30?85份，將膨潤土加入水中，浸泡20~28小時(shí)后加入攪拌機(jī)中攪拌1~6小時(shí)，加入硅藻土，攪拌200~400分鐘，加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌均勻即可得到涂液；③離心鑄造:將配置好的涂液加入壓力涂料罐中，壓力調(diào)整為0.3-0.5MPa ;啟動(dòng)離心鑄管機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為1400~1700r/min，將模具的溫度加熱到150~450°C，然后涂液噴管開始向模具內(nèi)壁噴灑配好的涂液，噴灑的涂液的厚度為0.3-1.2mm，涂液在模具內(nèi)壁上受熱，涂液受熱產(chǎn)生蒸汽迅速在涂液中形成均勻空腔，繼而涂液表面產(chǎn)生破裂，氣體溢出涂液層，最終在涂液層中形成空腔；將溫度為1480-1550°C的鐵液轉(zhuǎn)入到澆鑄包中，同時(shí)加入鐵液質(zhì)量0.6-1.0%的孕育劑進(jìn)行孕育，除去鐵液表面浮渣即可澆注入模具中，鐵液在離心力作用下注入到空腔中，冷卻結(jié)晶后在毛坯上形成麻點(diǎn)。
[0010]優(yōu)選的，所述孕育劑為硅鐵。
[0011]本發(fā)明的乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套上麻點(diǎn)高度的測(cè)量方法如下:在車床上將氣缸套夾緊車削外圓，車削前外圓直徑與麻點(diǎn)車掉后直徑差值的一半，即為麻點(diǎn)的高度；麻點(diǎn)車掉后氣缸套外圓的表面即為麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面。
[0012]麻點(diǎn)高度的測(cè)量也可以采用常規(guī)的三維激光掃描儀對(duì)氣缸套表面進(jìn)行非接觸無損壞的三維表面形貌檢測(cè)，掃描后形成3D圖形，再用三維激光掃描儀自帶的分析軟件測(cè)量麻點(diǎn)高度。
[0013]本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是，本發(fā)明氣缸套麻點(diǎn)高度只有0.25?1.1mm，明顯降低了氣缸套離心鑄造過程中的毛坯冷卻速度，從而顯著改善了金相組織，提高了氣缸套的耐摩性能，延長了氣缸套的使用壽命；同時(shí)由于麻點(diǎn)的高度較小，鋁缸體鑄造過程中圓度波動(dòng)顯著減少，減少了機(jī)油竄入燃燒室的可能性，減少了燃燒室尾氣排放；低高度麻點(diǎn)和優(yōu)良的金相組織，可以使氣缸套壁厚減少1mm，使發(fā)動(dòng)機(jī)缸套缸心距離減少2 mm以上，最終降低鋁缸體的重量，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為鷹嘴狀麻點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為啞鈴狀麻點(diǎn)的結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4為正置錐臺(tái)狀麻點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為蠕蟲狀麻點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套在距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面0.2_高度處的截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
如圖1 一 6所不，一種乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套，氣缸套5外圓表面分布有麻點(diǎn)，麻點(diǎn)包括啞鈴狀麻點(diǎn)2、正置錐臺(tái)狀麻點(diǎn)3、婦蟲狀麻點(diǎn)4、鷹嘴狀麻點(diǎn)I四種，四種形狀的麻點(diǎn)在氣缸套外圓表面隨機(jī)分布，麻點(diǎn)的高度為0.25 mm。
[0016]所述麻點(diǎn)的頂部為不規(guī)則圓弧面，距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面高0.2mm處單個(gè)麻點(diǎn)截面的面積為0.05mm2?0.12mm2;相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距為0.5mm?2mm ;兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距是指在距麻點(diǎn)根部基礎(chǔ)面0.2mm高度處的截面上，兩個(gè)麻點(diǎn)截面邊緣上的點(diǎn)之間距離的最小值，相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距是指某一麻點(diǎn)與其周圍的麻點(diǎn)之間邊緣間距中的最小值。圖6中LI不能作為相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距，LO能作為相鄰兩個(gè)麻點(diǎn)的邊緣間距。
[0017]所述乘用車輕量化發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套的制備方法，包括以下步驟:①將如下重量百分比的各成分在1500°C熔煉成鐵液后出爐:C 3.2%、S 0.05%、Si 2.5%、P 0.5%、Mn 0.7%、Cr0.3%、Cu 0.5%，余量為鐵；②制備涂液:以重量份數(shù)計(jì)，取硅藻土 30份、膨潤土 15份、十二烷基苯磺酸鈉0.3份、水50份，將膨潤土加入水中，浸泡24小時(shí)后加入攪拌機(jī)中攪拌4小時(shí)，加入硅藻土，攪拌300分鐘，加入十二烷基苯磺酸鈉，攪拌均勻即可得到涂液離心鑄造:將配置好的涂液加入壓力涂料罐中，壓力調(diào)整為0.4MPa ;啟動(dòng)離心鑄管機(jī)，轉(zhuǎn)速設(shè)定為1500r/min，將模具的溫度加熱到300°C，然后涂液噴管開始向模具內(nèi)壁噴灑配好的涂液，噴灑的涂液的厚度為0.8mm,涂液在模具內(nèi)壁上受熱，涂液受熱產(chǎn)生蒸汽迅速在涂料中形成均勻空腔，繼而涂液表面產(chǎn)生破裂，氣體溢出涂液層，最終在涂液