[发明专利]发动机燃烧室陶瓷镶块及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷镶块及其制作方法，尤其涉及一种应用于发动机燃烧室的发动机燃烧室陶瓷镶块及其制作方法。 

背景技术

发动机工作时，其燃烧室处于高温环境，因而，承受高热负荷的发动机燃烧室通常配备有相应的内衬，以便在承受过高的热负荷时能获得保护，传统的燃烧室内衬采用金属合金制作(例如铁镍合金)，这些合金材料虽然具有较好的耐磨性能，但耐热性能较差，长期高温时冷热、收缩膨胀、金属疲劳，承受周期短，易产生变形、裂纹，极易发生毁损、烧蚀，就会致使发动机功率下降、噪音增大、汽油或机油就会燃烧不充分、油耗增加、发动机的寿命缩短，在现有发动机增压、强化的趋势下，传统合金材料的燃烧室内衬显然不相适应。 

另外，随着天然气作为清洁能源作为发动机的燃料后，由于受燃料的性能的影响，天然气发动机排气温度较高，严重影响发动机燃烧室的使用性能，天然气燃料自身含有少量腐蚀性气体(如H2S)也会造成金属合金材料的腐蚀失效，因而采用何种材料来替代金属合金制作发动机的燃烧室，使得发动机具有较好的性能成为天然气发动机开发过程中的关键问题之一。 

由上所述可知，燃烧室内衬应由耐热材料制成，现有的多种陶瓷材料具有良好的耐温性、耐腐蚀、耐磨、绝缘及自润滑等性能，与金属材料相比，陶瓷材料基于其高的耐热强度、耐腐蚀性和低的热传导性而理想的适用于作为这样的内衬，但陶瓷材料的配比及其制备方法需要严格掌控，目前在国内制作用陶瓷材料在制作发动机轴承方面已广泛应用，但却还未涉及燃烧室内衬的制作。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机燃烧室陶瓷镶块，具有耐高温、抗腐蚀 性强，耐磨性能好、冷态和工作状态下收缩膨胀率小等优点，设置于发动机燃烧室内，能够使发动机减少能量损耗且减少环境污染。 

本发明的又一目的在于提供上述发动机燃烧室陶瓷镶块的制作方法，以制作上述发动机燃烧室陶瓷镶块，其工艺简单、良品率高。 

根据本发明的上述目的，提出一种发动机燃烧室陶瓷镶块，其组成成分包括氮化硅、氧化钇及氧化铝，其中，氮化硅为80～90份，氧化钇为5～10份，氧化铝为5～10份。 

同时，提出一种制作如权利要求1所述的发动机燃烧室陶瓷镶块的方法，包括以下步骤： 

步骤1：配料，将氮化硅粉、氧化钇粉及氧化铝粉按重量比混合成所需原料粉； 

步骤2：混料；在原料粉中加入适量高分子材料在球磨机中进行研磨混合配制混料； 

步骤3：将混料铸塑成型；将配制好的混料注入镶块模具中铸塑成型，待混料成型固化后脱模干燥，冷却后得到半成品； 

步骤4：排胶，将该制品的半成品置于排胶炉中加热，进行排胶； 

步骤5：烧结，将排胶后的半成品置于烧结炉中在高温高压的气氛下进行烧结，得到成品。 

进一步包括步骤6：精加工，精加工包括进行表面粗磨、精磨及精度校正至尺寸要求。 

本发明的有益效果：所制作的发动机燃烧室陶瓷镶块具有良好的高温物理系数、高温化学性能稳定，热导率低、耐高温、抗腐蚀性强、耐磨性能好，摩擦系数小、冷态和工作状态下收缩膨胀率小等特点，其质量轻、使用寿命长，长期使用不变形、裂纹，能够适应发动机燃烧室的热蚀环境，改变了传统发动机燃烧室因材料造成的耗能高和能量散失严重的缺点，可显著提高发动机性能，提高能源的利用率，且可使烟味和氮味减少，减少环境污染。另外，本发明的发动机燃烧室陶瓷镶块的制作工艺简单，原料取得方便，成型率高，因而能够适用于各种发动机燃烧室。 

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。 

附图中， 

图1为本发明的发动机燃烧室陶瓷镶块的制作方法的流程图。 

具体实施方式

参阅图1，其为本发明的发动机燃烧室陶瓷镶块的制作方法的流程图。该方法包括以下步骤： 

步骤1：配料；将氮化硅粉、氧化钇粉及氧化铝粉按重量比混合成所需原料粉；原料粉按重量比配制，其组成成分包括氮化硅、氧化钇及氧化铝，以原料的总量百分比计量，氮化硅为80～90份，氧化钇为5～10份，氧化铝为5～10份。