[发明专利]发动机凸轮及其制备方法

权利要求书

1.一种发动机凸轮，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。

2.如权利要求1所述的发动机凸轮，其特征在于，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、晶界明显减少，并且原子排列比较有序的显微组织。

3.如权利要求1或2所述的发动机凸轮，其特征在于，沿TiC致密陶瓷层沿涂层纵向剖面，其厚度为70-200μm，优选为100-200μm，更优选为120-200μm；优选地，TiC的体积分数大于80％，优选大于90％；TiC致密陶瓷层3粒径为8-50μm，优选为10-50μm。

4.一种发动机凸轮，在其工作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。

5.如权利要求4所述的发动机凸轮，其特征在于，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、晶界明显减少，并且原子排列比较有序的显微组织。

6.如权利要求4或5所述的发动机凸轮，其特征在于，沿TiC致密陶瓷层纵向剖面，其厚度为70-200μm，优选为100-200μm，更优选为120-200μm；其中TiC的体积分数大于80％，优选大于90％；优选地，TiC粒径为8-50μm，优选为10-50μm。

7.如权利要求4-6之一所述的发动机凸轮，其特征在于，沿微米TiC陶瓷层纵向剖面，其厚度为50-150μm，优选为70-150μm，更优选为80-150μm，优选 的，TiC的体积分数大于80％，优选大于90％，优选的，TiC的粒径为5-15μm，优选为6-12μm，更优选为8-10μm。

8.如权利要求4-7之一所述的发动机凸轮，其特征在于，沿TiC与基体的融合层纵向剖面，其厚度为50μm-200μm，优选100-200μm，优选的，其中TiC的体积分数为20％-80％，优选为50％-85％，优选的，TiC的粒径为1-10μm，优选为2-8μm。

9.如权利要求4-8之一所述的发动机凸轮，其特征在于：梯度复合涂层总厚度为170-550μm，优选在300-550μm。

10.如权利要求4-9之一所述的发动机凸轮，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；优选地，该梯度复合涂层被施加于碳钢表面。

11.一种如权利要求1-3之一所述的发动机凸轮的制备方法，其特征在于，发动机凸轮工作表面具有耐磨涂层，包括如下步骤：

1)先准备一钛板，优选地，其中钛的纯度应控制在99.7-99.99％，优选地，所述钛板的厚度控制在0.2-3mm；优选地，所述钛板先被加以表面处理；

2)按照凸轮尺寸，用聚苯乙烯泡沫塑料制作凸轮消失模，根据凸轮的工作受力状况，其主要磨损是凸轮表面与挺杆底面之间强烈的摩擦，据此在凸轮消失模工作表面固定钛板，然后在钛板表面固定外部碳源，使其与钛板紧密结合；

3)按照凸轮尺寸，制作砂型；优选地，用CO₂水玻璃硬化砂、覆膜砂、自硬树脂砂或潮模砂制作砂型；

4)将碳钢基材冶炼为钢液，优选地，温度控制在1610℃-1630℃；

5)采用消失模真空吸铸工艺，将上述钢液浇入放置有凸轮消失模、钛板和碳源的砂型内，待钢液冷却凝固后，取出铸件，清砂处理，获得凸轮基体为碳钢， 凸轮工作表面为碳钢与钛板的复合体；优选地，采用消失模真空吸铸工艺，将上述钢液浇入上述放置有凸轮消失模、钛板和碳源的砂型内；优选地，浇注温度控制在1610℃-1630℃；浇注时间40-50秒为宜；更优选地，一分钟后，在冒口补浇，优选地，室温冷却；

6)将浇铸完的凸轮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，从而在凸轮工作表面形成耐磨涂层，而凸轮基体仍为碳钢基体；

其中，耐磨碳化物涂层为TiC致密陶瓷层。