[发明专利]氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套及制备方法

权利要求书

1.氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于从内到外依次包括氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层；

所述氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层为不同直径的氮化硅纤维经真空镀铝改性后与铝合金粉末混合的复合材料；

所述氮化硅超细纤维增强铝合金层中的氮化硅超细纤维直径为1-5微米；

所述氮化硅细纤维增强铝合金层中的氮化硅细纤维直径为10-20微米；

所述氮化硅粗纤维增强铝合金层中的氮化硅粗纤维直径为30-40微米。

2.根据权利要求1所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于所述氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层的氮化硅纤维表面的铝合金膜的厚度为1-2微米。

3.根据权利要求1所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于混合的铝合金粉末的粒度为30-60微米。

4.根据权利要求2所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于所述氮化硅超细纤维增强铝合金层中的氮化硅超细纤维的长度为10-20微米，氮化硅超细纤维的含量为3-5wt%。

5.根据权利要求4所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于所述氮化硅细纤维增强铝合金层的氮化硅细纤维的长度为30-50微米，氮化硅细纤维的含量为5-10wt%。

6.根据权利要求5所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于所述氮化硅粗纤维增强铝合金层中的氮化硅粗纤维的长度为50-80微米，氮化硅粗纤维的含量为10-15wt%。

7.根据权利要求6所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套，其特征在于所述氮化硅超细纤维增强铝合金层的厚度为2-3毫米；所述氮化硅细纤维增强铝合金层的厚度为3-4毫米；所述氮化硅粗纤维增强铝合金层的厚度为4-5毫米，所述氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层形成的梯度层状复合构造总厚度为9-12毫米。

8.氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、分别对直径为1-5微米的氮化硅超细纤维、直径为10-20微米的氮化硅细纤维、直径为30-40微米的氮化硅粗纤维进行真空镀铝合金膜处理；

步骤二、将步骤一中的镀膜的氮化硅超细纤维、氮化硅细纤维和氮化硅粗纤维分别与铝合金粉末进行混合以形成制备氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层的预制物；

步骤三、采用管状铝合金衬套作为支撑体，在支撑体表面采用冷喷技术依次喷涂步骤二中的氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层的预制物；

在支撑体表面形成由氮化硅超细纤维增强铝合金层、氮化硅细纤维增强铝合金层和氮化硅粗纤维增强铝合金层的梯度层状复合构造；

步骤四、制备结束后，将步骤三所得的发动机缸套预制体放置入退火炉中进行去应力退火，并将所述支撑体通过机加工去除，最终得到氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套。

9.根据权利要求8所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套的制备方法，其特征在于：

步骤一的沉积气压为0.4-0.6Pa，沉积偏压为0-50V，沉积温度为100-150℃；

步骤三冷喷时，冷喷气体的加热温度为600-650℃，工作压力为2.5-5MPa，喷枪口到支撑体的距离控制在50-300mm；

步骤四在150-300℃条件下进行去应力退火。

10.根据权利要求8所述的氮化硅纤维增强铝合金发动机缸套的制备方法，其特征在于：

步骤一中所述铝合金膜厚度为1-2微米；

步骤二中所述铝合金粉末的粒度为30-60微米；

步骤三中所述氮化硅超细纤维增强铝合金层的厚度为2-3毫米，氮化硅超细纤维的含量为3-5wt%；

所述氮化硅细纤维增强铝合金层的厚度为3-4毫米，氮化硅细纤维的含量为5-10wt%；

所述氮化硅粗纤维增强铝合金层的厚度为4-5毫米，氮化硅粗纤维的含量为10-15wt%；

所述梯度层状复合构造总厚度为9-12毫米。