本发明涉及电真空工艺技术，尤其涉及一种应用真空溅镀对摩托车发动机内壁进行处理的工艺方法。
背景技术：
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在摩托车发动机工作时，其活塞在气缸筒内作高速的往复运动，同时缸内的温度可达到几百度的高温，因而气缸的内壁和活塞的外周均要有极好的耐磨性和润滑性。为了提高气缸内壁的硬度和耐磨性，改善缸筒与活塞之间的运动摩擦条件，现有技术一般均采取对气缸内壁进行电镀处理，镀层一般为硬铬层。已公开的中国专利《铝合金发动机气缸内壁镍陶(Ni-SiC)复合电镀工艺》(申请号99113478.8)提供了一种在发动机气缸内壁上电镀镍-碳化硅(Ni-SiC)的技术，其有效地提高了摩托车气缸的耐磨性和使用寿命。然而电镀处理存在两大严重缺陷，一是电镀工艺过程中会产生大量含有铬或镍等元素的废液，即使花费高昂代价采取了三废处理措施，也仍然会造成对环境的污染；二是由于发动机气缸间歇工作条件引起的热胀冷缩，使镀层对基体的结合牢度大大降低，经过一段运转后会出现镀层的脱落，从而影响气缸的工作寿命。
技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是克服现有摩托车发动机气缸采用电镀技术处理的缺陷，提供一种利用真空溅镀工艺技术的摩托车发动机内壁处理工艺，其具有工艺过程无污染、复合层结合强度高、工作寿命长和减少污染排放的优点。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：
一种摩托车发动机内壁处理工艺，采取真空溅镀工艺，在真空中利用电子束轰击靶材，使之溅射到发动机气缸内壁上形成复合层，所述靶材的成份中含有碳化硅和刚玉，其特征在于：所述靶材成份中还含有镧系稀土材料镨、镝、铕、镱。
本发明所述的摩托车发动机内壁处理工艺所使用靶材中镧系稀土材料成份的构成为：镨5～30‰、镝5～30‰、铕5～30‰、镱5～30‰；所述复合层厚度为80mm～100mm，其表面可覆有氧化铈，密度为0.1g/cm2～0.5g/cm2；本发明所采取的真空濺镀工艺规范为：濺镀靶材纯度4N～8N，濺镀靶材颗粒度≤60nm，真空度1Pa～5×10-10Pa，工作电压4kV～6kV。
与现有发动机气缸采用传统的电镀处理技术相比较，本发明应用真空溅镀技术，在发动机气缸内壁上溅射形成含有碳化硅(SiC)、刚玉(Al2O3)以及镧系稀土材料镨(Pr)、镝(Dy)、铕(Eu)、镱(Yb)的复合层，从而避免了电镀工艺过程导致的环境污染问题，还大大提高了复合层对基体的结合强度，避免了镀层剥落，延长了发动机的工作寿命；与此同时，复合层中的镧系稀土元素在工作时会对油气产生催化裂解作用，从而提高爆燃效率，减少有害气体的产生，减少对环境的污染。本发明还在复合层表面覆有氧化铈(CeO2)作为应力分散剂，改善了缸筒与活塞之间的摩擦条件和滑润性。
具体实施方式：
现结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明所述的摩托车发动机内壁处理工艺是采用真空溅镀工艺来实现的：在真空度为1Pa～5×10-10Pa的真空条件下，利用工作电压为4kV～6kV的电子枪发出的高频电子束去轰击由碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)构成的靶材，该靶材中还可以含有设定好配比成份的镧系稀土材料镨(Pr)、镝(Dy)、铕(Eu)和镱(Yb)，其靶材成份的构成为：镨5～30‰、镝5～30‰、铕5～30‰、镱5～30‰，其余的为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)，其靶材纯度为4N～8N，靶材颗粒度≤60nm。电子束的轰击使靶材材料形成等离子体溅射到摩托车发动机的气缸内壁上，并在表面形成具有一定厚度的含有陶瓷、稀土材料((Al2O3+SiC)、(Pr+Dy+Eu+Yb))的共晶复合层，该复合层厚度为80mm～100mm。在该复合层的表面还可以覆有起应力分散作用的氧化铈(CeO2)，覆盖密度为0.1g/cm2～0.5g/cm2。
首先，由于本发明所述的摩托车发动机内壁处理工艺摒弃了传统的电镀工艺技术，因而无废水、废气和废弃物形成，具有良好的环保特点。其次，由于运用了真空溅镀工艺，溅射到发动机气缸内壁上的等离子状态的复合材料会渗入到基体表面的金属分子间隙中去，形成复合材料与基体相互牢固嵌入的复合层，因此溅射的复合层与发动机气缸基体结合得相当牢固，不存在剥落问题，从而不仅增强了气缸内壁的硬度、提高了耐磨性，而且大大延长了发动机的工作寿命。
与一般真空溅镀工艺不同的是，本发明的靶材材料成份为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)，同时还采用镧系稀土材料镨(Pr)、镝(Dy)、铕(Eu)和镱(Yb)。碳化硅和刚玉提高了气缸内壁的硬度和耐磨性，而镧系稀土材料在高温条件下对气缸中的油气发生催化作用，裂解了汽油及其硫化物、氧化氮等有害气体的分子团结构，提高了爆燃效率，使油气充分燃烧，降低了油耗，减少了有害气体的产生，改善了排放对大气的污染。
以下提供一些应用本发明所述的摩托车发动机内壁处理工艺的工艺实施例。
实施例1：
1、靶材成份
镨5‰、镝15‰、铕20‰、镱30‰，其余为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)。
2、工艺规范
靶材纯度 4N
靶材颗粒度 20nm
真空度 5×10-10Pa
工作电压 4kV。
3、复合层厚度：80mm；氧化铈表层密度：0.1g/cm2。
实施例2：
1、靶材成份
镨20‰、镝30‰、铕30‰、镱5‰，其余为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)。2、工艺规范
靶材纯度 5N
靶材颗粒度 60nm
真空度 1×10-8Pa
工作电压 5kV。
3、复合层厚度：90mm；氧化铈表层密度：0.2g/cm2。
实施例3：
1、靶材成份
镨30‰、镝5‰、铕5‰、镱15‰，其余为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)。2、工艺规范
靶材纯度 6N
靶材颗粒度 30nm
真空度 2.5×10-6Pa
工作电压 6kV。
3、复合层厚度：100mm；氧化铈表层密度：0.3g/cm2。
实施例4：
1、靶材成份
镨5‰、镝20‰、铕15‰、镱30‰，其余为碳化硅(SiC)和刚玉(Al2O3)。
2、工艺规范
靶材纯度 7N
靶材颗粒度 40nm
真空度 1Pa
工作电压 6kV。
3、复合层厚度：85mm；氧化铈表层密度：0.4g/cm2。
实施例5：
1、靶材成份
碳化硅(SiC)、刚玉(Al2O3)。
2、工艺规范
靶材纯度 8N
靶材颗粒度 50nm
真空度 2×10-3Pa
工作电压 5kV。
3、复合层厚度：80mm。