江蘇愛(ài)吉斯海珠機(jī)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(yīng)電爐熔煉方法及離心澆鑄方法”(專(zhuān)利號(hào):ZL 201310302055.3)等專(zhuān)利技術(shù)。產(chǎn)品配套于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。
產(chǎn)品主要技術(shù)水平
1、關(guān)鍵技術(shù)
(1)先進(jìn)的機(jī)加工工藝技術(shù)
采用自主研發(fā)的機(jī)加工工藝技術(shù),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(zhì)量,獲得IT6級(jí)制造精度的機(jī)加工技術(shù),滿(mǎn)足國(guó)際合金鑄鐵氣缸套領(lǐng)域采用的先進(jìn)技術(shù)要求,而我國(guó)氣缸套國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為IT7級(jí)精度,低于西方發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)材料的綜合利用技術(shù)
利用自行研究開(kāi)發(fā)的雙供電熔煉技術(shù),直接使用鐵屑、邊角料、料圈等作為主要原料進(jìn)行熔煉,取代傳統(tǒng)的生鐵原料熔煉技術(shù)。這種創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)在于節(jié)本降耗,它減少了生鐵熔煉過(guò)程的重復(fù)熔化過(guò)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(shí)該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于減少了生鐵熔煉,具有顯著的節(jié)本降耗效果,同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于減少了鐵屑的廠外運(yùn)輸與生鐵二次熔煉造成的環(huán)境污染,科學(xué)使用價(jià)值較高;因此項(xiàng)目應(yīng)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(shì),尤其適應(yīng)當(dāng)前制造業(yè)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。
(3)鑄態(tài)貝氏體技術(shù)
目前鑄鐵組織中貝氏體的獲得主要依賴(lài)于等溫淬火熱處理工藝,此技術(shù)方案因加工成本高、適宜的批量、規(guī)格范圍小、對(duì)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(shù),通過(guò)對(duì)材料的配方、熔煉、澆注和鑄件的冷卻工藝等嚴(yán)格的控制,工藝可行性強(qiáng),適宜技術(shù)的全面推廣。
(4)平臺(tái)網(wǎng)紋加工的關(guān)鍵技術(shù)
利用企業(yè)自行研制開(kāi)發(fā)的珩磨工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化及智能診控專(zhuān)家系統(tǒng),控制雙向雙進(jìn)給珩磨技術(shù),加工高質(zhì)量的平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋。該項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于利用專(zhuān)家系統(tǒng)的智能、系統(tǒng)、科學(xué)特性對(duì)珩磨工藝進(jìn)行控制,排除人為影響因素,采用雙進(jìn)給獲得規(guī)則且精度高的網(wǎng)紋,通過(guò)加工過(guò)程中的換向,實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)紋表面的科學(xué)成形,其主要優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)紋溝槽的石墨裸露率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單向珩磨,可達(dá)40%,同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)紋微觀表面因基礎(chǔ)珩磨造成的金屬折皺進(jìn)行方向清理,提高網(wǎng)紋的規(guī)則性與清潔度,該項(xiàng)技術(shù)主要解決的是傳統(tǒng)單向平臺(tái)珩磨容易出現(xiàn)的拉缸和早期磨損。
(5)采用三維檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)平臺(tái)網(wǎng)紋
三維檢測(cè)技術(shù)主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
一是三維表面粗糙度參數(shù)及其應(yīng)用規(guī)律研究。通過(guò)大量的對(duì)比試驗(yàn)和典型零件、典型表面結(jié)構(gòu)的研究,對(duì)特殊行業(yè)或特殊結(jié)構(gòu)的表面根據(jù)其使用要求以及幾何結(jié)構(gòu)特征,擬定功能參數(shù)集,對(duì)面向產(chǎn)品的粗糙度標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)作前期理論工作;
二是對(duì)平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋工藝進(jìn)行研究;
三是對(duì)當(dāng)前的平臺(tái)網(wǎng)紋的技術(shù)要求進(jìn)行分析,找出其不足;
四是提出基于三維的內(nèi)燃機(jī)氣缸套內(nèi)孔平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋技術(shù)規(guī)范及檢測(cè)方法;
五是建立和完善企業(yè)及行業(yè)技術(shù)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(cè)方法,將通過(guò)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù),通過(guò)網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)的研究和各種規(guī)格氣缸套的試驗(yàn)研究,提出基于三維的內(nèi)燃機(jī)氣缸套內(nèi)孔平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋技術(shù)規(guī)范及檢測(cè)方法,通過(guò)表面的真實(shí)形貌,以真實(shí)、直觀的圖形,量化的功能參數(shù),實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)氣缸套內(nèi)孔平臺(tái)珩磨網(wǎng)紋的標(biāo)準(zhǔn)描述和檢測(cè)。
(6)滲陶技術(shù)
研究發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套內(nèi)表面Si-B-N合金強(qiáng)化層的制造技術(shù)和方法,具體包括相關(guān)的等離子體表面工程設(shè)備、等離子體氣缸套內(nèi)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(shè)備。針對(duì)氣缸表面位型,選擇合適的等離子體設(shè)備。設(shè)計(jì)、研發(fā)適合氣缸套內(nèi)表面Si-B-N合金均勻制備的大尺度放電的射頻場(chǎng)、溫度場(chǎng)、流量場(chǎng)的控制技術(shù),進(jìn)行射頻放電等離子體表面強(qiáng)化工程設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造。(2)等離子體氣缸套內(nèi)表面Si-B-N陶瓷合金制造。利用開(kāi)發(fā)的等離子體表面工程設(shè)備,在氣缸套內(nèi)表面進(jìn)行陶瓷合金層制造,開(kāi)發(fā)合適的工藝條件,在缸套內(nèi)表面形成一種新型的、有特定結(jié)構(gòu)和梯度分布的合金層。將薄膜化的高性能陶瓷合金應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套內(nèi)表面強(qiáng)化處理,形成一套成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸套內(nèi)表面處理的技術(shù)路線(xiàn)和工藝,包括清洗、烘干和合金強(qiáng)化層形成等。主要流程為:對(duì)氣缸套進(jìn)行清洗,將氣缸套上的油污和其他污染物除去;打開(kāi)真空室,將缸套安放在樣品臺(tái)上。關(guān)閉真空室,打開(kāi)真空泵組,抽本底真空;當(dāng)本底真空達(dá)到要求后,通入氮?dú)猓M(jìn)行系統(tǒng)加熱。到了預(yù)定溫度時(shí),引入其他工作氣體,設(shè)定放電處理的時(shí)間。當(dāng)工作氣壓達(dá)到要求后,開(kāi)啟電源進(jìn)行放電,對(duì)氣缸套內(nèi)表面進(jìn)行等離子體陶瓷強(qiáng)化處理。處理結(jié)束,關(guān)閉反應(yīng)氣體、停止放電,并進(jìn)行一定時(shí)間的保溫。最后,缸套冷卻,打開(kāi)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(mǎn)足了發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)對(duì)氣缸表面強(qiáng)化處理工程技術(shù)的要求。
(7)刮碳環(huán)技術(shù)
傳統(tǒng)的氣缸套,發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)間長(zhǎng)了會(huì)加劇對(duì)氣缸套內(nèi)壁的磨損。普通的氣缸套內(nèi)圓耐磨性較差,缸套使用壽命低。對(duì)缸套結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),在缸套燃燒室鑲?cè)牍翁辑h(huán),可刮除積炭,減輕內(nèi)孔磨損,減少機(jī)油、燃油的消耗。具體做法:在缸套燃燒室內(nèi)上部設(shè)計(jì)一種刮碳環(huán),在缸套上部的相應(yīng)位置加工一條環(huán)槽,把刮碳環(huán)鑲?cè)搿9翁辑h(huán)內(nèi)徑比缸套內(nèi)經(jīng)略小,刮碳環(huán)材料選用與缸套材料相同,其內(nèi)表面強(qiáng)化處理以增加硬度,當(dāng)刮碳環(huán)磨損變薄時(shí)可以將其取出更換新件。該新結(jié)構(gòu)缸套是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高壓氣流,刮除燃燒室內(nèi)的積炭,減少積碳對(duì)缸套內(nèi)孔的磨損。同時(shí),避免了機(jī)油附著在積碳上,實(shí)現(xiàn)節(jié)約機(jī)油和燃油的消耗,提高發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。
2、創(chuàng)新點(diǎn)
(1)制造精度達(dá)IT6級(jí)
氣缸套高精度的制造是關(guān)鍵之一,外圓和內(nèi)孔的尺寸及形位置公差控制的很?chē)?yán),而且內(nèi)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(guò)IT6級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)鑄態(tài)貝氏體材質(zhì)
目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的關(guān)于鑄態(tài)貝氏體材質(zhì)的研究,都還處于基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究階段,還未見(jiàn)有關(guān)應(yīng)用實(shí)例和商品化的報(bào)道,也未形成專(zhuān)利技術(shù)。因此,本產(chǎn)品將該項(xiàng)技術(shù)用于制備高強(qiáng)、耐磨氣缸套零件,這具有明顯的創(chuàng)新意義。
(3)平臺(tái)網(wǎng)紋珩磨工藝技術(shù)
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(tái)網(wǎng)紋工藝技術(shù),工藝獨(dú)特,參數(shù)穩(wěn)定,符合DIN4776標(biāo)準(zhǔn)。
(4)達(dá)歐Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)
本產(chǎn)品經(jīng)一汽解放公司無(wú)錫柴油機(jī)廠裝機(jī)試驗(yàn),完全支持發(fā)動(dòng)機(jī)排放達(dá)標(biāo)。
3、產(chǎn)品主要技術(shù)性能指標(biāo)
力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)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(xiàng)目承擔(dān)單位是國(guó)內(nèi)缸套行業(yè)的骨干企業(yè),質(zhì)量和性能?chē)?guó)內(nèi)一流,綜合實(shí)力第三,高新技術(shù)企業(yè),國(guó)家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè),產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上享有很高的聲譽(yù)。