江蘇愛吉斯海珠機械有限公司
EDS氣缸套采用自主研發(fā)的“氣缸套合金鑄鐵的中頻感應電爐熔煉方法及離心澆鑄方法”(專利號:ZL 201310302055.3)等專利技術。產(chǎn)品配套于汽車發(fā)動機。
產(chǎn)品主要技術水平
1、關鍵技術
(1)先進的機加工工藝技術
采用自主研發(fā)的機加工工藝技術,比原工序縮短了一半,工序的減少,減少定位的積累誤差,提高了產(chǎn)品質量,獲得IT6級制造精度的機加工技術,滿足國際合金鑄鐵氣缸套領域采用的先進技術要求,而我國氣缸套國家標準為IT7級精度,低于西方發(fā)達國家的標準。
(2)材料的綜合利用技術
利用自行研究開發(fā)的雙供電熔煉技術,直接使用鐵屑、邊角料、料圈等作為主要原料進行熔煉,取代傳統(tǒng)的生鐵原料熔煉技術。這種創(chuàng)新優(yōu)勢在于節(jié)本降耗,它減少了生鐵熔煉過程的重復熔化過程,既不同于沖天爐——電爐雙聯(lián)熔煉,也不同于電爐直接熔煉,具有顯著的節(jié)本降耗效果,同時該項技術優(yōu)勢在于減少了生鐵熔煉,具有顯著的節(jié)本降耗效果,同時該項技術優(yōu)勢在于減少了鐵屑的廠外運輸與生鐵二次熔煉造成的環(huán)境污染,科學使用價值較高;因此項目應用在鑄鐵制造業(yè)中,具有制造成本低、節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢,尤其適應當前制造業(yè)激烈的市場競爭。
(3)鑄態(tài)貝氏體技術
目前鑄鐵組織中貝氏體的獲得主要依賴于等溫淬火熱處理工藝,此技術方案因加工成本高、適宜的批量、規(guī)格范圍小、對環(huán)境存在較大的污染現(xiàn)象,因此難以獲得推廣。而本產(chǎn)品采用在鑄態(tài)下利用鑄件余熱直接獲得貝氏體的工藝技術,通過對材料的配方、熔煉、澆注和鑄件的冷卻工藝等嚴格的控制,工藝可行性強,適宜技術的全面推廣。
(4)平臺網(wǎng)紋加工的關鍵技術
利用企業(yè)自行研制開發(fā)的珩磨工藝設計優(yōu)化及智能診控專家系統(tǒng),控制雙向雙進給珩磨技術,加工高質量的平臺珩磨網(wǎng)紋。該項技術優(yōu)勢在于利用專家系統(tǒng)的智能、系統(tǒng)、科學特性對珩磨工藝進行控制,排除人為影響因素,采用雙進給獲得規(guī)則且精度高的網(wǎng)紋,通過加工過程中的換向,實現(xiàn)對網(wǎng)紋表面的科學成形,其主要優(yōu)勢是網(wǎng)紋溝槽的石墨裸露率遠遠高于單向珩磨,可達40%,同時實現(xiàn)對網(wǎng)紋微觀表面因基礎珩磨造成的金屬折皺進行方向清理,提高網(wǎng)紋的規(guī)則性與清潔度,該項技術主要解決的是傳統(tǒng)單向平臺珩磨容易出現(xiàn)的拉缸和早期磨損。
(5)采用三維檢測技術檢測平臺網(wǎng)紋
三維檢測技術主要研究內容包括以下幾個方面:
一是三維表面粗糙度參數(shù)及其應用規(guī)律研究。通過大量的對比試驗和典型零件、典型表面結構的研究,對特殊行業(yè)或特殊結構的表面根據(jù)其使用要求以及幾何結構特征,擬定功能參數(shù)集,對面向產(chǎn)品的粗糙度標準的推進作前期理論工作;
二是對平臺珩磨網(wǎng)紋工藝進行研究;
三是對當前的平臺網(wǎng)紋的技術要求進行分析,找出其不足;
四是提出基于三維的內燃機氣缸套內孔平臺珩磨網(wǎng)紋技術規(guī)范及檢測方法;
五是建立和完善企業(yè)及行業(yè)技術規(guī)范,豐富和完善傳統(tǒng)粗糙度理論;
基于三維粗糙度理論和三維檢測方法,將通過融入計算機技術、圖像處理技術,通過網(wǎng)紋結構的研究和各種規(guī)格氣缸套的試驗研究,提出基于三維的內燃機氣缸套內孔平臺珩磨網(wǎng)紋技術規(guī)范及檢測方法,通過表面的真實形貌,以真實、直觀的圖形,量化的功能參數(shù),實現(xiàn)內燃機氣缸套內孔平臺珩磨網(wǎng)紋的標準描述和檢測。
(6)滲陶技術
研究發(fā)動機氣缸套內表面Si-B-N合金強化層的制造技術和方法,具體包括相關的等離子體表面工程設備、等離子體氣缸套內表面Si-B-N陶瓷合金制造工藝研究:(1)等離子體表面工程設備。針對氣缸表面位型,選擇合適的等離子體設備。設計、研發(fā)適合氣缸套內表面Si-B-N合金均勻制備的大尺度放電的射頻場、溫度場、流量場的控制技術,進行射頻放電等離子體表面強化工程設備的設計與制造。(2)等離子體氣缸套內表面Si-B-N陶瓷合金制造。利用開發(fā)的等離子體表面工程設備,在氣缸套內表面進行陶瓷合金層制造,開發(fā)合適的工藝條件,在缸套內表面形成一種新型的、有特定結構和梯度分布的合金層。將薄膜化的高性能陶瓷合金應用于發(fā)動機氣缸套內表面強化處理,形成一套成熟的發(fā)動機氣缸套內表面處理的技術路線和工藝,包括清洗、烘干和合金強化層形成等。主要流程為:對氣缸套進行清洗,將氣缸套上的油污和其他污染物除去;打開真空室,將缸套安放在樣品臺上。關閉真空室,打開真空泵組,抽本底真空;當本底真空達到要求后,通入氮氣,進行系統(tǒng)加熱。到了預定溫度時,引入其他工作氣體,設定放電處理的時間。當工作氣壓達到要求后,開啟電源進行放電,對氣缸套內表面進行等離子體陶瓷強化處理。處理結束,關閉反應氣體、停止放電,并進行一定時間的保溫。最后,缸套冷卻,打開真空室,取出缸套,處理完成。
低溫化工藝(200℃左右)使缸套不變形,滿足了發(fā)動機行業(yè)對氣缸表面強化處理工程技術的要求。
(7)刮碳環(huán)技術
傳統(tǒng)的氣缸套,發(fā)動機活塞頂部火力岸上的溫度分布較低,燃料在這里不能充分燃燒,容易形成積碳,時間長了會加劇對氣缸套內壁的磨損。普通的氣缸套內圓耐磨性較差,缸套使用壽命低。對缸套結構進行創(chuàng)新設計,在缸套燃燒室鑲入刮碳環(huán),可刮除積炭,減輕內孔磨損,減少機油、燃油的消耗。具體做法:在缸套燃燒室內上部設計一種刮碳環(huán),在缸套上部的相應位置加工一條環(huán)槽,把刮碳環(huán)鑲入。刮碳環(huán)內徑比缸套內經(jīng)略小,刮碳環(huán)材料選用與缸套材料相同,其內表面強化處理以增加硬度,當刮碳環(huán)磨損變薄時可以將其取出更換新件。該新結構缸套是通過發(fā)動機燃燒室內產(chǎn)生的高壓氣流,刮除燃燒室內的積炭,減少積碳對缸套內孔的磨損。同時,避免了機油附著在積碳上,實現(xiàn)節(jié)約機油和燃油的消耗,提高發(fā)動機使用壽命。
2、創(chuàng)新點
(1)制造精度達IT6級
氣缸套高精度的制造是關鍵之一,外圓和內孔的尺寸及形位置公差控制的很嚴,而且內孔的圓柱度要求為0.008㎜,尺寸公差僅為0.02㎜,此尺寸精度已超過IT6級標準。
(2)鑄態(tài)貝氏體材質
目前國內外文獻報道的關于鑄態(tài)貝氏體材質的研究,都還處于基礎研究和應用基礎研究階段,還未見有關應用實例和商品化的報道,也未形成專利技術。因此,本產(chǎn)品將該項技術用于制備高強、耐磨氣缸套零件,這具有明顯的創(chuàng)新意義。
(3)平臺網(wǎng)紋珩磨工藝技術
創(chuàng)新研發(fā)出粗珩、拉網(wǎng)、拋光三壓力,正、反向交變珩磨平臺網(wǎng)紋工藝技術,工藝獨特,參數(shù)穩(wěn)定,符合DIN4776標準。
(4)達歐Ⅵ排放標準
本產(chǎn)品經(jīng)一汽解放公司無錫柴油機廠裝機試驗,完全支持發(fā)動機排放達標。
3、產(chǎn)品主要技術性能指標
力學性能:抗拉強度≥400MPa,硬度≥280HB;
氣缸套壽命:比傳統(tǒng)零件提高2-3倍;
耐磨損性能:比傳統(tǒng)材料提高3倍;
A型石墨>90%;
石墨裸露率≥40%。
本項目承擔單位是國內缸套行業(yè)的骨干企業(yè),質量和性能國內一流,綜合實力第三,高新技術企業(yè),國家火炬計劃重點高新技術企業(yè),產(chǎn)品在國內外市場上享有很高的聲譽。