专利名称：远洋船舶发动机气缸套及其气缸套材质的制作方法
技术领域：
本发明涉及气缸套及其气缸套材质，具体涉及远洋船舶 发动机气缸套及其气缸套材质。
技术背景气缸套是发动机的心脏部件，其内表面与活塞顶部、活 塞环、气缸盖底面一起构成了发动机的燃烧室，并引导活塞 的往复直线运动。气缸内表面既是装配表面又是工作表面， 其加工质量的优劣直接影响到发动机的装配性能和使用性 能。目前，国内远洋船舶发动机气缸套存在以下问题①国 内产业加工水平低，缸套内壁采用普通珩磨网纹，润滑和减 摩效果较差，缸套使用寿命短，发动机能耗高，排放超标； ②发动机在工作时作功过程中燃烧室的工作温度达1000°C 以上，熔炽磨损极易产生积碳，造成磨粒磨损，缸套产生的 早磨縮短了缸套的使用寿命，严重加大了价格十分昂贵的远 洋船舶发动机气缸套的维修费用；③现有远洋船舶发动机气 缸套大多数以高磷铸铁、硼铸铁、钒钛铸铁、低合金铸铁等 为材质，虽然在配方中也采用了一些合金元素，但材料的综 合力学性能低，强度和硬度低，耐磨性能差，产品寿命短，难以满足远洋船舶发动机的需求；另一方面船用柴油机长时 间在海洋环境中远行，零件易被穴蚀，要求气缸套耐穴蚀性 能好、精度高、振动小，现有的气缸套材质尚不能完全满足 要求。 发明内容本发明的目的在于提供一种远洋船舶发动机气缸套及 其气缸套材质，采用本发明的气缸套材质制造气缸套，改善 气缸套的机械性能和金相组织，增强耐磨性，加大储油性能， 提高发动机使用性能，延长使用寿命，降低能源消耗，尾气 达标排放减少污染保护环境。本发明的技术解决方案是在气缸套的上端面与下端面 之间的缸套外壁上依次有支承肩、上水套壁、上支承面、下 水套壁、下支承面、下腰带和裙部，在临近气缸套上端面的 外壁处设支承肩，在支承肩下方的气缸套外壁上间隔设上支 承面和下支承面形成上水套壁和下水套壁，在下支承面的下 方的气缸套外壁上设下腰带和裙部，裙部靠近气缸套的下端 面，在气缸套的内表面上分布平台网纹，所述的平台网纹由 小平台和深沟槽组成，其特征在于在气缸套的内表面的上 端位于燃烧室部位镶入式安装耐高温环。本发明的远洋船舶发动机气缸套，在下腰带上设一组封 水槽，封水槽内安装O型密封圈。本发明的气缸套材质由以下组份重量百分比组成C 2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0.04、 MoO. 3 0. 5、 CuO. 7 0.9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。 本发明的气缸套的合成方法是首先合金按比例配料且 熔炼；然后依传统工艺进行浇注、粗加工、精加工等工序。 本发明具有以下优点1、在该燃烧室部位镶入式安装耐高 温环，可以克服熔炽磨损产生的积碳，延长气缸套使用寿命，增 强了远洋船舶发动机的安全性；2、加入适量的Sb可明显减 小石墨尺寸。因Sb具有阻碍碳原子扩散的功能，其石墨为 均匀分布的细片状A型石墨。Sb熔化潜热较大，加入Sb时 将会引起铁水微区温度起伏，温度起伏能够促使石墨核心增 加。在液态时，Sb与Fe之间具有良好的润湿性，附着力很 大。因此，Sb与Fe将形成FeSb2等金属间化合物。随着结 晶温度的下降，Sb沿奥氏体一熔体界面优先聚集，从而促使 石墨核心的生成。由于Sb与Fe的原子半径相差较大，是Fe 的1.38倍，Sb要分布在Fe的近程有序结构中，会引起较大 的畸变。所以Sb最有利的分布位置是在原子排列混乱的地 方，即石墨的周围。由于Sb在石墨周围的富集，影响了界 面前沿碳原子的扩散速度和在石墨上的沉积速度，从而阻碍 石墨生长，形成较为均匀分布的A型细片状石墨。在气缸套 材料成分中加入Sb元素有效的增强金相组织的致密性，显 著地增强了机械性能，提高了硬度和抗拉强度，增强了耐磨 性和抗穴蚀性能，延长了气缸套的使用寿命；3、运用先进 的合金化技术，以高合金铸铁为缸套材料，改善材料的显微组织和表面状态，提高缸套材料的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能；4、采用平台网纹技术，改善气缸套的内表面在运行过程中的润滑效果，提高缸套使用寿命。
图1为本发明的结构示意图。图2为图1的平台网纹示意图。图中l.支承肩上端面，2.支承肩，3.支承肩下端面， 4.上水套壁，5.上支承面，6.下水套壁，7.内表面，8.平台 网纹，9.下支承面，IO.下腰带，ll.封水槽，12.0型密封圈， 13.裙部，14.耐高温环，15.小平台，16.深沟槽。
具体实施方式
如图1、 2所示，在气缸套的上端面与下端面之间的缸 套外壁上依次有支承肩2、上水套壁4、上支承面5、下水套 壁6、下支承面9、下腰带10和裙部13，在临近气缸套上端 面的外壁处设支承肩2，在支承肩2下方的气缸套外壁上间 隔设上支承面5和下支承面9形成上水套壁4和下水套壁6， 在下支承面9的下方的气缸套外壁上设下腰带IO和裙部13， 裙部13靠近气缸套的下端面，在气缸套的内表面7上分布 平台网纹8，所述的平台网纹8由小平台15和深沟槽16组 成，其特征在于在气缸套的内表面7的上端位于燃烧室部 位镶入式安装耐高温环14。本发明的远洋船舶发动机气缸套，在下腰带10上设一 组封水槽ll，封水槽ll内安装O型密封圈12。本发明的气缸套材质由以下组份重量百分比组成C2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0. 04、 Mo 0. 3 0. 5、 Cu 0. 7 0. 9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。实例1 首先按重量百分比配料:C 2. 9、Si 1. 8、Mn 0. 7、 P 0. 1、 S 0.01、 Mo 0.3、 Cu 0.7、 Ni 0.3、 Cr 0.25、 Sb 0.2、 Ti 0.035、 Fe 90.815;然后熔炼配料依传统工艺 进行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度340HB， 抗拉强度270Mpa， A型石墨75。/0，石墨裸露率40%。实例2:首先按重量百分比配料C 3. 0、 Si 2. 0、 Mn 0. 8、 P 0.25、 S 0.025、 Mo 0.4、 Cu 0.8、 Ni 0.35、 Cr 0.35、 Sb 0.35、 Ti 0.04、 Fe 91.76;然后熔炼配料依传统工艺进 行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度260HB，抗 拉强度280Mpa， A型石墨76y。，石墨裸露率45%。实例3:首先按重量百分比配料C 3. 1、 Si 2. 2、 Mn 0. 9、 P 0.15、 S 0.04、 Mo 0.5、 Cu 0.9、 Ni 0.4、 Cr 0.45、 Sb 0.5、 Ti 0.045、 Fe92. 705;然后熔炼配料依传统工艺进 行浇注粗加工等工序制得气缸套。该气缸套硬度270HB，抗 拉强度290Mpa， A型石墨80。/。，石墨裸露率50%。
权利要求
1.远洋船舶发动机气缸套，在气缸套的上端面与下端面(3)之间的缸套外壁上依次有支承肩(2)、上水套壁(4)、上支承面(5)、下水套壁(6)、下支承面(9)、下腰带(10)和裙部(13)，在临近气缸套上端面的外壁处设支承肩(2)，在支承肩(2)下方的气缸套外壁上间隔设上支承面(5)和下支承面(9)形成上水套壁(4)和下水套壁(6)，在下支承面(9)的下方的气缸套外壁上设下腰带(10)和裙部(13)，裙部(13)靠近气缸套的下端面，在气缸套的内表面(7)上分布平台网纹(8)，所述的平台网纹(8)由小平台(15)和深沟槽(16)组成，其特征在于在气缸套的内表面(7)的上端位于燃烧室部位镶入式安装耐高温环(14)。
2. 根据权利要求1所述的远洋船舶发动机气缸套，其 特征在于在下腰带(10)上设一组封水槽(11)，封水槽(11)内安装O型密封圈(12)。
3. 根据权利要求1所述的远洋船舶发动机气缸套材质， 其特征在于该气缸套材质由以下组份重量百分比组成C 2. 9 3. 1、 Si 1. 8 2. 2、 MnO. 7 0. 9、 P 0. 1 0. 15、 S 0. 01 0.04、 MoO. 3 0. 5、 CuO. 7 0. 9、 NiO. 3 0. 4、 Cr 0. 25 0.45、 SbO. 2 0. 5、 Ti 0. 035 0. 045、 Fe90. 815 92. 705。
全文摘要
本发明公开了远洋船舶发动机气缸套及其气缸套材质，该气缸套的特征是在气缸套的内表面(7)的上端位于燃烧室部位镶入式安装耐高温环(14)；该气缸套材质由以下组份重量百分比组成C 2.9～3.1、Si 1.8～2.2、Mn 0.7～0.9、P 0.1～0.15、S 0.01～0.04、Mo 0.3～0.5、Cu 0.7～0.9、Ni 0.3～0.4、Cr 0.25～0.45、Sb 0.2～0.5、Ti 0.035～0.045、Fe 90.815～92.705。采用本发明的气缸套材质制造气缸套，改善了气缸套的机械性能和金相组织，增强了耐磨性，加大了储油性能，提高了发动机使用性能，延长了使用寿命，降低了能源消耗，尾气达标排放减少了污染保护了环境。
文档编号F02F1/02GK101235761SQ20081002067
公开日2008年8月6日 申请日期2008年2月20日 优先权日2008年2月20日
发明者张顺先, 王明泉, 斌 韦, 高金刚 申请人:江苏爱吉斯海珠机械有限公司