专利名称：发动机内壁陶瓷化处理方法
技术领域：
本发明涉及陶瓷化处理方法，特别是一种发动机内壁陶瓷化处理方法。
背景技术：
发动机内壁陶瓷化处理中，有冶金化学中的电镀类技术，由于该技术在制造陶瓷化过程中均存在环保问题。例如
中国发明专利公开说明书(CN1072466A)公开了一铝合金气缸内 壁电镀工艺，气缸内壁经除油、浸蚀、阳极化后进行镍一碳化硅的复合 电镀。在常规的镀镍溶液中加入碳化硅，通过电沉积得到镍一碳化硅复 合镀层。其工艺简单，操作容易，生产效率高，所得到的镀层硬度高， 耐磨性能好，大大提高了气缸的使用寿命，是一种理想的铝合金气缸内 壁处理工艺。
中国发明专利公开说明书(CN1227282A)又公开了一种铝合金发 动机气缸内壁镍陶(Ni-Sic)复合电镀工艺，电镀液的成分为硫酸镍 (NiS04-7H20) 4 1 0 —5 0 Og/L，氯化镍(NiCl2) 5 —9g/L，硼 酸(H3B03) 4 1—6 Og/L，碳化硅(SiC) 5 0 —1 0 Og/L，应力 消除剂(Saccharin) 1 —3g/L，分散剂(S odium LauylSulfate) 0. 1一O. 3g/L。本发明具有良好的效果，发动机气缸无需保养性磨合期， 经久耐用，废气排放量比国标大幅下降，冷启动性能较国标提高8 5 %， 功率稳定提升，应用前景十分广泛。
但是，上述冶金化和电镀类的方法容易造成环境污染等现象，因此 亟待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机内壁陶瓷化处理方法，解决了现有 技术中所存在的技术问题，有助于提高发动机气缸中的缸筒与气缸内壁 的润滑性，以及在气缸内催化雾化的油气，加速油气爆燃特性。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的-
一种发动机内壁陶瓷化处理方法，其特征在于利用富勒烯(C70) 具有较高的热稳定性和较低的几何对称性，易于形成类金刚石核陶瓷化 薄膜，基于C7。的分子在真空溅射负载发动机金属内壁的刚玉异质基材上，且未作抛光处理状态下，在利用射频CVD设备，温度环境为300-500 度的预处理工艺的气氛为CH4、 CF4气源作用下实现类金刚石均匀形核 产生。
所述的发动机内壁陶瓷化处理方法，其特征在于该C^是通过石 墨电极在电弧放电中生成的碳灰经过反复抽提纯化得到，C7o纯度3N。
所述的发动机内壁陶瓷化处理方法，其特征在于该真空处理陶瓷 化膜采取常规真空蒸镀设备，制作与摩托车发动机缸筒口径的夹具作为
真空作为真空蒸镀腔室入口，然后将C70蒸镀到发动机内壁异质基材刚玉层上；该真空蒸镀条件是-
真空度 10-5torr;
腔室温度150-300度; 蒸镀时间 10-15分钟
所述的发动机内壁陶瓷化处理方法，其特征在于该等离子体预处理是利用射频CVD设备，以直流射频CVD方等离子体轰击C7o薄膜层 的气氛环境为H2、 CF4气源混合气预处理条件是
真空度 0.1-0.5torr;
Hf流量50-100sccm
CF4流量 10-30sccm;
发动机内壁温度 300-500度;
等离子体轰击预处理时间10-30分钟
具体实施例方式
本发明提供了一种发动机内壁陶瓷化处理方法，它采用真空材料技 术制作发动机内壁陶瓷化薄膜，是在无污染状态下实施，生产制造过程 和后处理过程中不存在废水、废气、废渣等污染物，属于洁净生产技术。
本发明通过电真空材料制作发动机内壁陶瓷化薄膜，得到均匀分布 状态的类金刚石陶瓷化膜，使气缸内壁耐磨品质稳定，其陶瓷化主要成份C7o分子结构的化轨道相当于SP2-SP3的中间态，有助于提高发动机气缸中的缸筒与气缸内壁的润滑性，以及在气缸内催化雾化的油气，加速油气爆燃特性。
本发明的技术特点
利用富勒烯(C70)具有较高的热稳定性和较低的几何对称性，易于 形成类金刚石核陶瓷化薄膜。基于C7o的分子在真空溅射负载发动机金 属内壁的刚玉(A1203)异质基材上，且未作抛光处理状态下，在利用 射频CVD设备，温度环境为300-500度的预处理工艺的气氛为CH4、CF4气源作用下实现类金刚石均匀形核产生，避免C70升华气化节约富勒烯(C7Q)材料的消耗。C7o类金刚石核密度达到108/cm2，经过Rannan 广普测试由明显的金刚石特征峰值。
本发明方法中:
该富勒烯(C7Q)是通过石墨电极在电弧放电中生成的碳灰经过反复 抽提纯化得到，C7Q纯度3N (99.9%)。
该真空处理陶瓷化膜釆取常规真空蒸镀设备，制作与摩托车发动机 缸筒口径的夹具作为真空作为真空蒸镀腔室入口，然后将C70蒸镀到发 动机内壁异质基材刚玉(A1203)层上。真空蒸镀条件
真空度 10-5torr;
腔室温度(工作内壁) 150-300度；
蒸镀时间(包括上料，下料)10-15分钟。
该等离子体预处理利用射频CVD设备，以直流射频CVD方等离子体轰击C7o薄膜层的气氛环境为H2、 CF4气源混合气预处理条件
真空度 0.1-0.5torr;
H2流量 50-100sccm;
CF4流量10-30sccm;
发动机内壁温度 300-500度；
等离子体轰击预处理时间 10-30分钟。
该类金刚石核形成利用射频CVD设备在等离子体预处理后，且在工状条件下，将H2气源更换成CH4气源，调节流量为5-20sccm;调 节真空度为l-10torr同时控制类金刚石形核时间为1-5小时之间，且CH4 气源供量逐渐降为0。
综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都 应为本发明的技术范畴。
权利要求
1、一种发动机内壁陶瓷化处理方法，其特征在于利用C70具有较高的热稳定性和较低的几何对称性，易于形成类金刚石核陶瓷化薄膜，基于C70的分子在真空溅射负载发动机金属内壁的刚玉异质基材上，且未作抛光处理状态下，在利用射频CVD设备，温度环境为300-500度的预处理工艺的气氛为CH4、CF4气源作用下实现类金刚石均匀形核产生。
全文摘要
一种发动机内壁陶瓷化处理方法，它利用富勒烯(C<sub>70</sub>)具有较高的热稳定性和较低的几何对称性，易于形成类金刚石核陶瓷化薄膜，基于C<sub>70</sub>的分子在真空溅射负载发动机金属内壁的刚玉异质基材上，且未作抛光处理状态下，在利用射频CVD设备，温度环境为300-500度的预处理工艺的气氛为CH<sub>4</sub>、CF<sub>4</sub>气源作用下实现类金刚石均匀形核产生。本方法有助于提高发动机气缸中的缸筒与气缸内壁的润滑性，以及在气缸内催化雾化的油气，加速油气爆燃特性。
文档编号C23C28/04GK101200802SQ20061011957
公开日2008年6月18日 申请日期2006年12月13日 优先权日2006年12月13日
发明者俞月明, 石文渊, 石秉钧, 苏其灿 申请人:上海坤孚企业(集团)有限公司;上海坤孚通用机械制造有限公司;上海坤孚车辆配件有限公司