[发明专利]对汽缸衬筒外表面镀膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的上位概念的对汽缸衬筒外表面镀膜的方法。

背景技术

为了减轻汽车的重量并节省行驶时所需的燃料，汽缸油箱通常会使用轻质材料，特别是铝浇铸而成。但是这种方法制造的汽缸油箱摩擦特性不好，在主要由铁比如灰口铸铁制造汽缸油箱时，汽缸油箱内的衬筒需要一起被浇铸。因此会出现这样的问题，必须牢固地固定汽缸油箱内的衬筒，并保证在衬筒和油箱之间能够充分散热。为了解决该问题，通过后序的切削工序使汽缸衬筒的外表面变粗糙。然而这种方法带来的问题是，会使位于该浇铸到汽缸油箱内的汽缸衬筒之间的转向片非常宽，因此汽缸衬筒所需的空间也会非常大。

发动机发展的方向是，在相同的功率下缩小发动机、使其具有应急转向性能、减小每个汽缸衬筒之间的距离，此外，还需要改善从燃烧室经汽缸衬筒至汽缸油箱冷却室的散热性能。为了解决这些问题，通常选用灰口铸铁制造的、表面光滑或适当粗糙、而且具有镀膜层的汽缸衬筒来代替生铁衬筒，这样可以保证将汽缸衬筒安全地连接到汽缸油箱的浇铸材料上。

申请号为5333668的美国专利文件公开了一种汽缸衬筒，其采用包含5％的铝并以锌为主要成份的合金作为镀层。这种现有技术的镀层的缺点是其极易氧化，而且强度一般，这种强度会对该镀层与汽缸油箱的浇铸材料的连接质量产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的这种缺点，并且提供一种简单、经济的镀膜方法。

通过主权项中揭示的特征可以实现该目的。本发明的从属权项揭示的特征可以实现进一步的目的。

具体实施方式

为此，提供一种汽缸衬筒，以铁为主要原料制造，可以是合金也可以是非合金。优选地，可以使用灰口铸铁制造该汽缸衬筒，这种灰口铸铁可以含有层状石墨、乳状石墨、或球状石墨。这种灰口铸铁可具有铁氧体-珠光体、珠光体、贝氏体、或者奥氏体的基本结构。该汽缸衬筒的外表面可以是光滑的，而且所有其他面的品质应该至少达到晶面的灰口铸铁的品质。为此，需要通过车削方式对该汽缸衬筒的外表面，端面和内侧进行预处理。

为了将汽缸衬筒浇铸到汽缸油箱中，应用的浇铸方法有多种，比如，压力浇铸方法、冲压浇铸方法、重压浇铸方法、或者低压浇铸方法。

该汽缸衬筒使用轻金属铸造材料制造，其中，不仅可以使用以铝为主要成份的浇铸材料，比如EN AC-AlSi10Mg(Fe)、ENAC-AlSi10Mg(Cu)、EN AC-AlSi9Cu3(Fe)、EN AC-AlSi12(Cu)，而且可以使用以氧化镁为主要成份的浇铸材料，比如ENMC-MgAl19Znl(A)、EN MC-MgY4RE3Zr。

在将汽缸衬筒浇铸到汽缸油箱中时，为了保证汽缸衬筒与汽缸油箱的浇铸材料之间的金属连接的安全，采用浸涂方法对汽缸衬筒外侧镀膜。因此需要对其进行以下处理：清洗掉外表面的灰尘和氧化物，然后将该外表面打毛。可以使用电刷和/或喷射对其进行处理，比如，可以喷射粗粒的金刚砂束，即结晶的Al2O3。

紧接着，对该汽缸衬筒外表面进行酸洗和/或涂上助熔剂，为此，可以使用氧化锌-氧化铝-复盐、或者卤砂石(氯化铵)作为助熔剂。其目的在于，防止汽缸衬筒外表面被氧化，从而加速以下所述的金属层的合金的生成。

然后，采用下述的浸渍涂方法为汽缸衬筒外表面镀膜。具体包括：将其浸入一种锌-铝-铜熔液中，该熔液含有3％至12％的铜和2％至理名言％的铝，其余成份为锌。为了加快镀层沉淀硬化的速度，还可以向该熔液中加入最多达1％的镁。

在将该汽缸衬筒浸入所述熔液中时，仅使该汽缸衬筒的弧形外表面沿轴长的一小段浸入，而该汽缸衬筒的内侧不会被浸湿。然后，绕长轴转动该汽缸衬筒，在这过程中，通过超声波使所述熔液高频运动。为了加快该汽缸衬筒的合金和该熔液之间镀层的形成，在由金属生成混合熔液时，需要一个涂层装置，该涂层装置用于将该熔液粘接到汽缸运转面上，以形成金属层。

3至5分钟后，该金属层的厚度达到100μm至300μm，将该汽缸衬筒从合金熔液中取出。然后，将该汽缸衬筒水平固定在一个支架上，该汽缸衬筒上多余的熔液滴落，镀上的金属层变硬。

该合金中所含的铜可以使在镀膜时可能形成的氧化层不会太厚，因此在浇铸时可以很容易将其溶解。该合金熔液的温度需要加热到440℃到520℃之间，以便在浇铸汽缸油箱时该金属层被它的浇铸材料所熔化，从而可以保证汽缸衬筒和汽缸油箱的浇铸材料之间的金属连接的安全。此外，如果需要，可以使用重压铸造方法，将该镀膜的汽缸衬筒加热到300℃到400℃。在采用压力铸造方法生产汽缸油箱时则不需要。