一种低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及汽车气缸内壁涂层技术领域，尤其设及一种低阻尼高强度内燃机汽缸 内壁环保耐磨涂层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 节能减排已经成为全球汽车企业的终极目标。据资料显示，大气污染物排放量中 C0的66%、N0x的43%、HC的31%、C02的33%、微粒的20%均来自于汽车的排放。汽车轻量化对于 节约能源、减少废气排放十分重要。采用侣合金内燃机逐渐取代传统的铸铁内燃机是节能 减排的主要途经之一。但因侣合金的强度和刚度均低于铸铁的性能，常用的方法是在侣合 金汽缸内壁镶嵌铸铁衬套来提高其耐磨性。铸铁衬套不仅铸造工艺复杂，生产成本较高，而 且内嵌铸铁衬套增加了侣合金内燃机的重量和尺寸，不利于节能减排。目前，在侣合金汽缸 内壁表面制备耐磨涂层W取代铸铁衬套，已成为汽车内燃机轻量化发展的主要方法。对于 内燃机汽缸与活塞组成的燃烧室，缸套和活塞不仅在高溫高压下工作，还要承受燃料燃烧 生成的硫化物（S化、S化)和燃烧时生成的水蒸汽W及吸入的空气形成硫酸和亚硫酸带来的 严重腐蚀，而不诱钢W其优异的耐蚀性、较高的力学性能和热稳定性已经成为一种在侣合 金汽缸内壁表面优选的涂层制备材料，但是其耐磨性还不能满足应用要求。随着的科技的 进步，人们对环保的要求、对汽车性能的需要越来越高，对涂层的耐腐性、耐磨性、润滑性、 抗裂纹性、硬度、抗热冲击性、抗热氧化性、耐热性，有了更高的要求，需要进一步改进。
【发明内容】
[0003] 本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种低阻尼高强度内燃机汽缸内 壁环保耐磨涂层及其制备方法。
[0004] 本发明是通过W下技术方案实现的： 一种低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层，由下列重量份的原料制成:316不诱 钢粉末60-64、Mo粉5-5.2、NiCr合金粉3.5-3.7、Ni60粉末20-22、氧化锭1.3-1.5、纳米妮酸 钟钢2.3-2.5、憐化幾基铁粉2.1-2.3、铁酸铜3.1-3.3、棚化二钢1.2-1.4、氯化嫁0.2-0.4、 娃酸钢0.4-0.6、铁酸裡0.5-0.7、Ti也1.4-1.8、钢酸钢粉末9.2-9.6、醋酸酢4.3-4.7、二甲 基甲酯胺85-89、浓盐酸175-185、四下基漠化锭9-13。
[0005] 优化的，一种低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层，其特征在于由下列重 量份的原料制成:316不诱钢粉末62、1〇粉5.1、化化合金粉3.6、化60粉末21、氧化锭1.4、纳 米妮酸钟钢2.4、憐化幾基铁粉2.2、铁酸铜3.2、棚化二钢1.3、氯化嫁0.3、娃酸钢0.5、铁酸 裡0.6、Ti也1.6、钢酸钢粉末9.4、醋酸酢4.5、二甲基甲酯胺87、浓盐酸180、四下基漠化锭 11。
[0006] 所述的低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层的制备方法，包括W下步骤： 步骤1:将将钢酸钢粉末在室溫下研磨，研磨成粉末后溶于二甲基甲酯胺中，磁力揽拌 得到悬浊液，向悬浊液中加入醋酸酢，继续磁力揽拌15min后加入浓盐酸调节pH值为0.5- 1.0，再继续磁力揽拌15min，过滤得黄色滤液； 步骤2:在步骤1得到的黄色过滤液中加入四下基漠化锭，加热至55°C，磁力揽拌化，再 加入氧化锭、纳米妮酸钟钢、憐化幾基铁粉、铁酸铜、棚化二钢、氯化嫁、娃酸钢、铁酸裡和 Ti出，继续磁力揽拌反应1-1.化，降至室溫后沉淀过滤得沉淀物； 步骤3:将316不诱钢粉末、Mo粉、NiCr合金粉和M60粉末加入步骤2所得沉淀物中混合 研磨，将研磨均匀后的粉末在反应蓋中加热至200°C并保持该溫度30min，检测其中没有二 甲基甲酯胺和盐酸成分后将加热生成物研磨成粉末； 步骤4:将上述粉末在氮气环境中，在600-650°C下管式炉内热处理2-化，热处理后降至 室溫得到微结晶粉末； 步骤5:将步骤4得到的为结晶粉末球磨至粒度为15-30μπι，在80°C下烘干比，然后对气 缸内壁进行等离子喷涂，工艺参数Ar流量40L/min，H流量10/min，送粉量50L/min，载气流量 2. OL/min，电流750A，功率54kW，喷距 150mm。
[0007]本发明的优点是:本发明通过使用钢酸钢，在金属粉末表面形成纳米钢颗粒，同时 附着纳米二氧化钢，提高了涂层的润滑性，降低了阻尼，同时提高了涂层的结合强度，防止 金属被磨损后出现微凸，导致摩擦系数急剧增高;通过使用氧化锭、纳米妮酸钟钢、憐化幾 基铁粉、铁酸铜、棚化二钢、氯化嫁、娃酸钢、铁酸裡和Ti出，提高了涂层的耐热性和耐腐性， 还提高了抗磨性，延长了内燃机的使用寿命同时还减少了环境污染。
【具体实施方式】 [000引实施例1: 一种低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层，由下列重量份(公斤）的原料制成： 316不诱钢粉末64、10粉5.2、化化合金粉3.7、化60粉末22、氧化锭1.5、纳米妮酸钟钢2.5、憐 化幾基铁粉2.3、铁酸铜3.3、棚化二钢1.4、氯化嫁0.4、娃酸钢0.6、铁酸裡0.7、Ti此1.8、钢 酸钢粉末9.6、醋酸酢4.7、二甲基甲酯胺89、浓盐酸185、四下基漠化锭13。
[0009]所述的低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层的制备方法，包括W下步骤： 步骤1:将将钢酸钢粉末在室溫下研磨，研磨成粉末后溶于二甲基甲酯胺中，磁力揽拌 得到悬浊液，向悬浊液中加入醋酸酢，继续磁力揽拌15min后加入浓盐酸调节pH值为0.5- 1.0，再继续磁力揽拌15min，过滤得黄色滤液； 步骤2:在步骤1得到的黄色过滤液中加入四下基漠化锭，加热至55°C，磁力揽拌化，再 加入氧化锭、纳米妮酸钟钢、憐化幾基铁粉、铁酸铜、棚化二钢、氯化嫁、娃酸钢、铁酸裡和 Ti出，继续磁力揽拌反应1-1.化，降至室溫后沉淀过滤得沉淀物； 步骤3:将316不诱钢粉末、Mo粉、NiCr合金粉和M60粉末加入步骤2所得沉淀物中混合 研磨，将研磨均匀后的粉末在反应蓋中加热至200°C并保持该溫度30min，检测其中没有二 甲基甲酯胺和盐酸成分后将加热生成物研磨成粉末； 步骤4:将上述粉末在氮气环境中，在600-650°C下管式炉内热处理2-化，热处理后降至 室溫得到微结晶粉末； 步骤5:将步骤4得到的为结晶粉末球磨至粒度为15-30μπι，在80°C下烘干比，然后对气 缸内壁进行等离子喷涂，工艺参数Ar流量40L/min，H流量10/min，送粉量50L/min，载气流量 2. OL/min，电流750A，功率54kW，喷距 150mm。
[0010] 实施例2: 一种低阻尼高强度内燃机汽缸内壁环保耐磨涂层，由下列重量份(公斤）的原料制成： 316不诱钢粉末60、1〇粉5、化化合金粉3、化60粉末20、氧化锭1.3、纳米妮酸钟钢2.3、憐化幾 基铁粉2.1、铁酸铜3.1、棚化二钢1.2、氯化嫁0.2、娃酸钢0.4、铁酸裡0.5、Ti此1.4、钢酸钢 粉末9.2、醋酸酢4.3、二甲基甲酯胺85、浓盐酸175、四下基漠化锭9。