本发明涉及汽车配件技术领域，尤其涉及一种自润滑汽缸活塞。
背景技术：
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件。活塞的基本结构可分为顶部、头部和裙部。活塞顶部是组成燃烧室的主要部分，其形状与所选用的燃烧室形式有关。
活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。因此活塞的摩擦力较大。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种自润滑汽缸活塞，能够使得汽缸活塞摩擦减小。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种自润滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20-30μm厚度的等离子喷涂Ni包覆微米石墨与石墨烯涂层。
本发明所述涂层是Ni包覆微米石墨与石墨烯涂层混合而成。优选的，所述重量比为(3-5):1，优选4:1。
所述混合是采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层喷粉。其工艺包括：
(1)将Ni包覆微米石墨颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟；
(2)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；
(3)将悬浊液进行喷雾造粒，得到Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒。
本发明通过等离子喷涂将所述所述Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒喷涂到汽缸活塞表面上。所述等离子喷涂，其电流为400-700A，电压为30-70V，主气氩气流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。优选的，电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。
本发明的复合涂层厚度约为20-30μm，其硬度较基体明显提高，超过500HV0.2。同时，在复合涂层中添加石墨烯使得晶粒得到细化，平均晶粒尺寸从纯Ni的40nm下降到20nm左右。
本发明所述的Ni包覆微米石墨颗粒，是现有产品，本领域技术人员可以通过市场购买得到，也可以按照现有技术的方法制备得到。本发明不再就其限定。
本发明的涂层，在摩擦磨损过程中，石墨不断从镍包石墨颗粒中析出，在切向力作用下流动，能对犁沟起到填平作用，因而可以提高主轴的耐磨性。而加入的石墨烯，更加顺滑，附着在主轴表面，减少其摩擦阻力。
本发明的复合镀层使得摩擦系数和磨损率同时降低，具有较低的摩擦系数，在各个载荷下，磨损率比基体降低50％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层材料喷粉。其工艺包括：
采用行星球磨机和离心喷雾造粒机将涂层材料喷粉。其工艺包括：
(1)将Ni包覆微米石墨颗粒与石墨烯在行星球磨机上球磨至少5分钟；
(2)球磨停止前5分钟时，加入有机黏结剂球磨，得到悬浊液；
(3)将悬浊液进行喷雾造粒，得到Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒。
通过等离子喷涂将所述Ni包覆微米石墨与石墨烯团聚颗粒喷涂到活塞表面上。所述等离子喷涂，其电流为550A，电压30V，氩气流量50L/min。
所述风机主轴上的涂层，其起到固体自润滑作用。
对比例1
省略实施例1的石墨烯，其余与实施例1相同。
对比例2
将Ni包覆微米石墨替换为微米石墨，其余与实施例1相同。
对比例1-2的涂层，同样能起到润滑作用，但所述润滑效果稍差，只是相较于不含涂层的活塞，提高一些。实施例1的润滑效果要明显优于对比例1-2，且耐磨时间长，起到润滑的时间也明显较长。即，本发明的2种材料混合，起到协同作用。