一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法
【專利摘要】一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，先配制類合金化溶液，然后進(jìn)行合金化溶液配制；再進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中，提出后裝卡于的卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到Ra0.8，本發(fā)明解決圓柱形工件內(nèi)壁耐磨性能不足問題，改善其內(nèi)壁潤滑條件，提高使用壽命。
【專利說明】一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于圓柱結(jié)構(gòu)內(nèi)壁儲油【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]圓柱結(jié)構(gòu)內(nèi)壁儲油改性技術(shù)于本世紀(jì)初起源于德國，主要是在摩擦副表面加工一定規(guī)則形貌的微坑，可改善表面摩擦特性，提高潤滑、耐磨性能，在國外已經(jīng)應(yīng)用于航空、石化、造船、汽車制造等行業(yè)的汽缸表面處理中，以提高汽缸的抗磨、潤滑性能從而提高汽缸使用壽命，2003年，德國格林公司將該技術(shù)應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)氣缸的加工中，使汽缸的耐磨潤滑性能大幅度提高，此后，許多發(fā)達(dá)國家紛紛效仿福特公司，對發(fā)動機(jī)缸套內(nèi)壁進(jìn)行微坑處理。
[0003]國內(nèi)在此方面的研宄主要集中于在內(nèi)壁表面采用機(jī)械加工的方式預(yù)制微坑?，F(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)為:內(nèi)壁儲油面積小，內(nèi)壁耐磨性差，內(nèi)壁腐蝕大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，解決圓柱形工件內(nèi)壁耐磨性能不足問題，改善其內(nèi)壁潤滑條件，提高使用壽命。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，包括以下步驟:
[0007]步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:6?15%Al203、8 ?16% ZrO2,45 ?65% NiUO ?13% CrU ?5% B、1 ?5% Si,2 ?6% Ce02;S后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮；
[0008]步驟2)然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中30?80min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速8_12轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)20-40min，如需要增加預(yù)置層厚度，需要重復(fù)該過程；
[0009]步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為2.1?4.5KW、激光掃描速度300?700mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.15?0.34mm ；
[0010]步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.08?0.14mm ;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度100?180um，邊界部位是距離圓柱邊界2-3_部位，內(nèi)部菱形部位的深度150?350um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.4?4.5KW、激光掃描速度150?BOOmm/mi η ；
[0011]步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到Ra0.8。
[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]通過陶瓷相合金化大幅提高圓柱內(nèi)壁耐磨性能；網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)可使圓柱結(jié)構(gòu)工件儲油量提高30%以上，磨損量降低30%以上，摩擦系數(shù)相對降低10% ;制備的合金化層可防止工件長期使用造成的微槽周圍磨損，保證儲油結(jié)構(gòu)的長效性；網(wǎng)絡(luò)式的儲油結(jié)構(gòu)可增加潤滑油的流動性，提高內(nèi)壁潤滑性，降低變質(zhì)潤滑油聚集造成的內(nèi)壁腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖為本發(fā)明實施例1的圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)造型局部示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0016]實施例1
[0017]一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，包括以下步驟:
[0018]步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:15% Al2O3,16% ZrO2,55% Ni,10% Cr,l% BU% Si,2% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮；
[0019]步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，預(yù)制厚度0.32mm，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中30min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/min，勾速旋轉(zhuǎn)20min，單獨(dú)一層厚度0.15mm，兩層厚度0.25mm，三層厚度達(dá)到0.32mm ；
[0020]步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為2.6KW、激光掃描速度400mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.18mm ；
[0021]步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.12mm ;;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度150um，邊界部位是距離圓柱邊界2mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度150um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，參照附圖，附圖為圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)造型局部示意圖，圖中網(wǎng)格邊界線距圓柱邊界2mm;網(wǎng)絡(luò)造型基本單元為菱形，菱形夾角為120°，間距為0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.8KW、激光掃描速度600mm/min ；
[0022]步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到Ra0.8。
[0023]本實施例的有益效果:通過陶瓷相合金化大幅提高圓柱內(nèi)壁耐磨性能；網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)可使圓柱結(jié)構(gòu)工件儲油量提高1%，磨損量降低0.6%，摩擦系數(shù)相對降低0.2% ;制備的合金化層可防止工件長期使用造成的微槽周圍磨損，保證儲油結(jié)構(gòu)的長效性；網(wǎng)絡(luò)式的儲油結(jié)構(gòu)可增加潤滑油的流動性，提高內(nèi)壁潤滑性，降低變質(zhì)潤滑油聚集造成的內(nèi)壁腐蝕。
[0024]實施例2
[0025]一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，包括以下步驟:
[0026]步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:9% Al2O3,11% ZrO2,58% Ni,12% Cr,3% B,2% Si,5% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮；
[0027]步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中50min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速12轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)40min，單獨(dú)一層厚度0.17mm，兩層厚度0.28mm，三層厚度達(dá)到0.34mm ；
[0028]步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為3.5KW、激光掃描速度300mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.34mm ；
[0029]步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.14mm ;;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度180um，邊界部位是距離圓柱邊界2mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度350um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為4KW、激光掃描速度 300mm/mi η ；
[0030]步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到Ra0.8。
[0031]本實施例的有益效果:通過陶瓷相合金化大幅提高圓柱內(nèi)壁耐磨性能；網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)可使圓柱結(jié)構(gòu)工件儲油量提高1.2%，磨損量降低0.55%，摩擦系數(shù)相對降低0.21% ;制備的合金化層可防止工件長期使用造成的微槽周圍磨損，保證儲油結(jié)構(gòu)的長效性；網(wǎng)絡(luò)式的儲油結(jié)構(gòu)可增加潤滑油的流動性，提高內(nèi)壁潤滑性，降低變質(zhì)潤滑油聚集造成的內(nèi)壁腐蝕。
[0032]實施例3
[0033]一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，包括以下步驟:
[0034]步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:6% Al2O3,8% ZrO2,65% N1、13% Cr,2% B,2% Si,4% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮；
[0035]步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中80min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)20min，單獨(dú)一層厚度0.15mm，兩層厚度0.25mm，三層厚度達(dá)到0.32mm ；
[0036]步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為3.2KW、激光掃描速度500mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.15mm ；
[0037]步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.13mm ;;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度IlOum，邊界部位是距離圓柱邊界3mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度250um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.5KW、激光掃描速度500mm/min ；
[0038]步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到Ra0.8。
[0039]本實施例的有益效果:通過陶瓷相合金化大幅提高圓柱內(nèi)壁耐磨性能；網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)可使圓柱結(jié)構(gòu)工件儲油量提高1%，磨損量降低0.58%，摩擦系數(shù)相對降低0.2% ;制備的合金化層可防止工件長期使用造成的微槽周圍磨損，保證儲油結(jié)構(gòu)的長效性；網(wǎng)絡(luò)式的儲油結(jié)構(gòu)可增加潤滑油的流動性，提高內(nèi)壁潤滑性，降低變質(zhì)潤滑油聚集造成的內(nèi)壁腐蝕。
【權(quán)利要求】
1.一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:6?15% Al2O3,8 ?16% ZrO2,45 ?65% NiUO ?13% CrU ?5% B、1 ?5% Si,2 ?6% Ce02;S后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮；步驟2)然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中30?80min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速8-12轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)20-40min，如需要增加預(yù)置層厚度，需要重復(fù)該過程； 步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為2.1?4.5KW、激光掃描速度300?700mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.15?0.34mm ； 步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.08?0.14mm ;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度100?180um，邊界部位是距離圓柱邊界2-3mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度150?350um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.4?4.5KW、激光掃描速度150?BOOmm/mi η ； 步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到 Ra0.8。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:15% Al203、16%ZrO2,55% Ni,10% Cr,l% BU% Si,2% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮； 步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，預(yù)制厚度0.32mm，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中30min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/min，勻速旋轉(zhuǎn)20min，單獨(dú)一層厚度0.15mm，兩層厚度0.25mm，三層厚度達(dá)到0.32mm ； 步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為2.6KW、激光掃描速度400mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.18mm ； 步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.12mm；;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度150um，邊界部位是距離圓柱邊界2mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度150um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.8KW、激光掃描速度600mm/miη ； 步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到 Ra0.8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟I)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:9% Α1203、11%ZrO2,58% Ni,12% Cr,3% B,2% Si,5% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮； 步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中50min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速12轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)40min，單獨(dú)一層厚度0.17mm，兩層厚度0.28mm，三層厚度達(dá)到0.34mm ； 步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為3.5KW、激光掃描速度300mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.34mm ； 步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.14mm ;;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度180um，邊界部位是距離圓柱邊界2mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度350um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為4KW、激光掃描速度300mm/min ； 步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到 Ra0.8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圓柱內(nèi)壁網(wǎng)絡(luò)儲油結(jié)構(gòu)制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1)，先配制類合金化溶液，使類合金化涂料的重量百分比配比為:6% Al203、8%ZrO2,65% Ni,13% Cr,2% B,2% Si,4% CeO2;然后進(jìn)行合金化溶液配制，使合金化溶液的重量百分比配比為:20%合金化涂料對應(yīng)80%丙酮； 步驟2)，然后進(jìn)行類合金化涂料預(yù)置，采用浸入預(yù)置方式，即將圓柱形工件全部浸入合金化溶液中80min，提出后裝卡于卡盤上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速10轉(zhuǎn)/min,勻速旋轉(zhuǎn)20min，單獨(dú)一層厚度0.15mm，兩層厚度0.25mm，三層厚度達(dá)到0.32mm ； 步驟3)，再使圓柱內(nèi)壁激光表面合金化，激光功率為3.2KW、激光掃描速度500mm/min，預(yù)制類合金化層厚度為0.15mm ； 步驟4)，然后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)造型激光刻蝕，網(wǎng)絡(luò)式微槽的寬度為0.13mm；;網(wǎng)格線深度，邊界部位的深度llOum，邊界部位是距離圓柱邊界3mm部位，內(nèi)部菱形部位的深度250um，內(nèi)部菱形部位的菱形間距0.2R，R為圓柱直徑，據(jù)此確定的激光功率為2.5KW、激光掃描速度500mm/min ； 步驟5)，最后采用流體拋光光整對激光造型表面進(jìn)行流線型光整，解決儲油通道邊界毛化問題，降低缸套內(nèi)表面由于改性引起的粗糙度升高問題，流體拋光完后，表面光潔度達(dá)到 Ra0.8。
【文檔編號】F16J10/00GK104455407SQ201410611906
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】魏剛, 李延安, 劉洲超, 陳喜鋒, 雷其林, 費(fèi)航軍 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第十二研究所