[发明专利]激光珩磨技术在汽车缸套中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光珩磨技术在缸套中的应用。具体涉及激光珩磨技术在汽车缸套中的应用，达到高耐磨、低排放、长寿命的要求。

背景技术

当今世界发动机气上，缸套工作表面最终加工所采用的方法均是珩磨。通常在精镗之后进行二次珩磨(粗珩和精珩)，或三次珩磨，即在二次珩磨的基础上再进行平台珩磨，从摩擦学的观点来看，优先采用难以控制的平台网纹加工技术。一般的发动机气缸套内表面平台网纹方法必然存在不均匀性，达不到润滑油在缸套表面均匀布置，因此就难以预先计算出与发动机有关的匹配情况。到目前为止，改善表面轮廓形状以及进一步收缩公差的可能性已经充分挖潜了，长期以来人们在摩擦学方面一直向往能有一个既定的适应于相应发动机能在整个气缸套工作表面长度上，按发动机性能需要，制成不同珩磨网纹的宽度、深度及间距。

发明内容

为了克服汽车发动机气缸套表面现状平台网纹的不足，不能适应现代发动机的需求，本发明提供了一种激光珩磨技术在汽车缸套中的应用，将激光和珩磨技术进行组合。

激光处理的变形量是常规热处理变形量的1/20～1/30，变形量很小，基本保持缸套激光前的原始状态，与活塞及活塞环具有良好的密封和配副性能。

激光辐射加热金属的温度为(3-5)×10³℃/S，比常规加热方式加热速度提高数十倍以上，加热后靠自身的热传导进行冷却，冷却速度达900℃/S，优于常规淬火介质的冷却速度，因此激光淬火的组织与常规淬火组织不同，激光淬火组织从表面到芯部，温度呈递减分布，获得理想的组织状态。

激光淬火的最大硬度值为HRC66，高于常规淬火硬度值HRC54，淬火层深度达3～3.5毫米，使缸套内表面达到高耐磨的要求。

激光淬火分为螺旋状和网纹状两种。硬化带的宽度大于软化带的宽度，一般硬化带的宽度为2～2.5毫米。

本发明有益效果是：激光珩磨后的平台网纹，具有均匀的深沟槽、宽度和间距一致性；在平台的表面建立起高强度的油膜层，起到了良好的润滑作用；深沟槽具有储存机油的功能，适时释放机油供给摩擦副润滑；平台同时支撑活塞环运动，达到高耐磨、低排放的要求。

具体实施方式

1.磷化前的准备

成品汽车发动机缸套在磷化前，其内孔具有较高的粗糙度，越光滑越好。同时内孔的几何尺寸和圆柱度要符合要求。磷化前要清洗干净。

2.磷化

为了使激光扫描充分吸收，缸套必须磷化成黑色，而且黑色的深度要保持一致，否则影响激光扫描质量。

①热水清洗剂清洗

用3％～5％清洗剂(粉状)兑水，将水加热到60℃～80℃，然后把缸套放入到水中浸泡15分钟。

②热水清洗

将清水加热到75℃～100℃，将缸套放入池中浸泡4～5分钟。

③磷化

根据产品要求，将磷化液与水按一定比例配比，加温到110℃～115℃，将缸套放入磷化池中，根据膜层深度的要求，一般控制20～25分钟。

④冷水清洗

用洁净清水清洗5～6分钟。

⑤沥干

自然沥干或用风吹干即可。

3.激光扫描

①根据发动机性能要求，选择激光造形结构类型。

②调整好激光器、光导系统、激光输出头和主轴往复与旋转的速度后进行激光造形。

③扫描速度25～40毫米/秒，加热温度为(3-5)×10³℃/S，淬火层深度3～3.5毫米。

4.浸油

用32号机油，升温到60℃～100℃，将缸套放入油池中浸泡15～20分钟。