一种激光处理的内燃机缸体缸套.pdf

本发明涉及一种改进的内燃机缸体缸套，属内燃机技术领域。
    内燃机的缸体缸套（以下简称缸套）为一圆柱形空腔，活塞在其中作高速运动。由于缸套内壁经常与高温、高压的燃气相接触，且速度甚高，故要求内壁必须耐高温、耐摩损、耐腐蚀。为此除在材质方面采用优质灰铸铁制造外，还在其中加入少量合金元素，并采用激光技术进行表面处理。目前，最新激光处理的缸套是螺旋条纹状结构，这种结构大大提高了缸套的耐摩性，延长了使用寿命。但是，在实际使用后对产品进行检测发现，经激光处理的灰铸铁构成硬质骨架，而未经处理的则相对较软，易被摩损，从而形成螺旋带沟，不利于贮油润滑。

    本发明的目的是研制一种激光处理的新缸套，它能充分保留激光处理的优点，并能大大改善其润滑性能。

    本发明的目的是这样实现的：采用激光对缸套内壁进行处理，使其形成网格状软硬相间组织，以下将结合附图对本发明作进一步详述。

    图1是缸套内壁网格硬化带展开示意图。

    图2是螺旋条纹状硬化带展开示意图。

    本发明在对缸体缸套进行内壁激光处理时，其最大的特点是使激光硬化带构成网格状的图案。其夹角α在120-150°间选择，硬化带的带宽为2-4mm，如缸径为φ47-120mm，硬化带间距为6-17mm。淬硬层深度为0.1-0.3mm（载荷100g）。

    缸体缸套的材质一般是HT20-40普通灰铸铁，它的基本组织为珠光体，另外还有少量的铁素体。经上述激光处理后，金属组织发生了相变，内壁形成软硬相间的组织结构，硬化带为隐针状马氏体、残余奥氏体。其末被处理到的部分，金属结构没有变化。这样，当活塞在缸套内高速运动时，经过处理的硬化带将成为硬质骨架，提高了耐摩性，较硼合金缸套提高耐摩值1.5倍以上。在摩擦过程中，软的基体将首先摩损而凹陷，形成菱形贮油结构，从而提高缸套润滑性，此外，由于杂质或摩粒易于嵌进软地基体组织中去，使缸套表面也具有良好的抗拉伤能力，延长了缸套的使用寿命。

    在选择激光器时，可选择用GLS-1型激光加工系统。激光功率为500-1200W，扫描速度调整范围为25-35mm/s。处理时，将加工件置于回转工作台上，利用微机控制激光功率及螺距参数，针对缸套不同部位施以不同处理，摩损较大部位进行强化处理，摩损较小部位进行一般处理，使活塞行程范围内的硬化面积不小于40-60%。

    利用本发明对212缸套，815缸套，菲亚特80、90气泵以及摩托车缸套进行激光处理，经检测，其使用寿命及耐摩性均超过了国内普遍采用的硼合金铸铁缸体缸套产品，表面硬度提高3-5倍，显微硬度为HV700-900，且配付性能优良，可节约大量稀有合金材料，具有很好的经济效益和社会效益。