[发明专利]发动机挺柱及其制备方法

权利要求书

1.一种发动机挺柱，在其工作面具有耐磨涂层，其特征在于：所述耐磨涂层为TiC致密陶瓷层，其中，所述TiC致密陶瓷层为准单晶相，所述准单晶相是指，介于多晶相与单晶相之间，相较于多晶相，晶向一致性高、晶界减少，并且原子排列比较有序的显微组织，

沿TiC致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为70-200μm；TiC的体积分数大于80％；TiC致密陶瓷层粒径为8-50μm。

2.如权利要求1所述的发动机挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷层纵向剖面的所述厚度为100-200μm；所述TiC的体积分数大于90％；TiC致密陶瓷层粒径为10-50μm。

3.如权利要求2所述的发动机挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷层纵向剖面的所述厚度为120-200μm。

4.一种发动机挺柱，在其挺柱内腔表面具有梯度复合涂层，其特征在于：所述梯度复合涂层为碳化物涂层，包括依次呈梯度分布的TiC致密陶瓷层、微米TiC陶瓷层、TiC与基体的融合层，其中，所述TiC致密陶瓷层为准单晶相，所述准单晶相是指，介于多晶相与单晶相之间，相较于多晶相，晶向一致性高、晶界减少，并且原子排列比较有序的显微组织；

沿TiC致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为70-200μm；TiC的体积分数大于80％；TiC致密陶瓷层粒径为8-50μm。

5.如权利要求4所述的发动机挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷层纵向剖面，其所述厚度为100-200μm；所述TiC的体积分数大于90％；所述TiC致密陶瓷层粒径为10-50μm。

6.如权利要求5所述的发动机挺柱，其特征在于：沿TiC致密陶瓷层纵向剖面，其所述厚度为120-200μm。

7.如权利要求4-6之一所述的发动机挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷层纵向剖面，其厚度为50-150μm；TiC的体积分数大于80％；TiC的粒径为5-15μm。

8.如权利要求7所述的发动机挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷层纵向剖面，其所述厚度为70-150μm；所述TiC的体积分数大于90％；所述TiC的粒径为6-12μm。

9.如权利要求8所述的发动机挺柱，其特征在于：沿微米TiC陶瓷层纵向剖面，其所述厚度为80-150μm；所述TiC的粒径为8-10μm。

10.如权利要求4-6,8-9之一所述的发动机挺柱，其特征在于：沿TiC与基体的融合层的纵向剖面，其厚度为50μm-200μm；其中TiC的体积分数为20％-80％；该融合层中TiC的粒径为1-10μm。

11.如权利要求4-6,8-9之一所述的发动机挺柱，其特征在于：梯度复合涂层总厚度为170-550μm。

12.如权利要求11所述的发动机挺柱，其特征在于：所述梯度复合涂层总厚度为300-550μm。

13.如权利要求4-6,8-9,12之一所述的发动机挺柱，其特征在于：组织根据热处理不同为珠光体、马氏体、铁素体、贝氏体、奥氏体和索氏体中的一种或几种。

14.如权利要求13所述的发动机挺柱，其特征在于：该梯度复合涂层被施加于碳钢表面。

15.一种如权利要求1-3之一所述发动机挺柱的制备方法，其特征在于，内腔表面具有耐磨涂层，包括如下步骤：

1)先准备一钛板；

2)按照发动机挺柱尺寸，用聚苯乙烯泡沫塑料制作发动机挺柱消失模；

3)按照发动机挺柱尺寸制作砂型；根据发动机挺柱的工作受力状况，其主要磨损的部位是发动机挺柱的内腔表面，据此在砂型内发动机挺柱芯模外壁表面固定石墨纸，然后将钛板卷绕并紧贴在奥氏体不锈钢发动机挺柱芯模的石墨纸上使其与石墨纸紧密结合；

4)将碳钢基材冶炼为钢液；

5)将上述钢液浇入放置有石墨纸和钛板的发动机挺柱芯模的砂型内，待钢液冷却凝固后，取出铸件，清砂处理，获得发动机挺柱基体为碳钢，工作表面为与钛板的复合体；

6)将浇铸完得到的发动机挺柱复合体放入具有保护气氛的保温炉内保温，最后随炉冷却至室温，从而在挺柱内表面形成耐磨涂层，而挺柱基体仍为碳钢基体；

其中，耐磨涂层为TiC致密陶瓷层。