[发明专利]缸套及其制备方法

说明书

本发明提供一种缸套，其包括由钢质材料制成的缸套本体，在缸套本体内表面形成的隔热层，以及在隔热层内表面形成的耐磨层；隔热层为多孔氧化铝层；耐磨层为石墨填充层。本发明还提供一种缸套的制备方法，其包括：在由钢材制成的缸套本体的内表面形成铝层；使用第一脉冲电流和第一电解液对缸套进行电解，以使缸套本体内表面的铝层形成多孔氧化铝层，其中，第一电解液为等离子溶液；使用第二脉冲电流和第二电解液对缸套进行电解，以在多孔氧化铝层的内表面形成石墨填充层，其中，第二电解液为含石墨的等离子溶液。本方案制得的缸套导热系数小，能够减少缸套内热量的散失，提高燃油经济性。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种缸套及其制备方法。

背景技术

随着科技和经济的发展，汽车已经成为了日常的代步工具，发动机作为汽车的动力部件，发挥着非常重要的作用。现有发动机一般包括位于内部的缸套和缸套外的水套，水套用来给缸套降温，以便发动机能够正常的工作。

在相关技术中，缸套通常由添加有石墨的铸铁制造而成，以便缸套具有较高的耐磨性能。

然而，现有技术中的这种缸套的导热系数很大，缸套内的热量会过多的散失到水套和缸套之间的冷却水中，从而影响发动机的性能。

发明内容

本发明提供一种缸套及其制备方法，以解决铸铁缸套导热系数大，致使缸套在水冷过程中过度散热的问题。

根据本发明的一些实施例，提供一种缸套，其包括由钢质材料制成的缸套本体，在所述缸套本体内表面形成的隔热层，以及在隔热层内表面形成的耐磨层；所述隔热层为氧化铝微孔中未进行填充的多孔氧化铝层；所述耐磨层为在氧化铝微孔中填充有石墨的石墨填充层。

本发明提供的缸套，一方面，钢制缸套本体的导热系数约为35W/mK，低于铸铁材料的50W/mK；另一方面，隔热层为疏松分多孔的氧化铝层，本身就具有良好的隔热作用，再加上氧化铝自身导热系数低，使得隔热层的导热系数可降低至0.3W/mk，从而可以减少缸套内热量的损失，提高燃油经济性。耐磨层为石墨填充层，石墨能够在表层发挥类似铸铁材料的石墨的作用，起到固体润滑的作用，增强耐磨能力。

在一种实现方式中，所述隔热层的厚度为30-100微米。30-100微米厚度的隔热层能够保证有足够的隔热效果。

在一种实现方式中，所述隔热层中微孔的体积占所述隔热层整体体积的百分比为1-7％。微孔占比过小隔热效果不足，占比过大影响缸套力学性能，1-7％的比例能保证足够的力学性能与隔热效果。

在一种实现方式中，所述耐磨层的厚度为50-100微米。耐磨层厚度可根据缸套具体使用强度和使用寿命而定，50-100微米的厚度能够满足大部分缸套的耐磨需求。

根据本发明一些实施例，还提供一种缸套的制备方法，其包括：

在由钢材制成的缸套本体的内表面形成铝层；

使用第一脉冲电流和第一电解液对缸套进行电解，以使缸套本体内表面的铝层形成多孔氧化铝层，其中，第一电解液为等离子溶液；

使用第二脉冲电流和第二电解液对缸套进行电解，以在多孔氧化铝层的内表面形成石墨填充层，其中，第二电解液为含石墨的等离子溶液。

等离子电解氧化区别于阳极氧化工艺，制备的孔洞层叠状分布、分布散乱且不贯通，这种孔洞可以什么都不填充、保留孔洞内的气体，以达到隔热的目的；也可以用来填充石墨，从而达到耐磨的目的。

在一种实现方式中，使用第一脉冲电流和第一电解液对缸套本体进行电解，具体包括：将所述第一脉冲电流的电流密度设定在第一预设值并保持第一预设时间；周期性地逐渐增加第一脉冲电流的电流密度，直至起弧；将第一脉冲电流的电流密度降至第二预设值并保持第二预设时间。本方案能保证隔热层制备的孔洞分布散乱，且分布密度合适。