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专利摘要

本发明公开了一种基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，包括以下步骤：根据缸套用途、大小和材质，设计具有不同纹理分布的凹槽，并确定凹槽的宽度、深度以及凹槽在缸套内表面的占有率；取原始缸套，按照设计的凹槽纹理分布、凹槽的宽度、深度及占有率，利用精密机械加工或激光打标技术，加工得到具有一定纹理分布的凹槽；根据缸套的材质，选取熔覆材料；并根据凹槽的宽度和深度，确定熔覆光斑大小、熔覆速度、熔覆功率；在保护气条件下，向凹槽内激光熔覆所述熔覆材料，得到内表面具有功能梯度材料的缸套。本发明通过激光技术、机械加工技术和增材制造，在缸套内表面制备有纹理的功能梯度材料，改善了缸套内表面的摩擦性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202310490281.2
申请日期:
2023-05-04
专利申请人:
武汉理工大学
分类号:
C23C24/10 ; B23P15/00 ; F02F1/00
发明/设计人:
袁成清，刘永琪，饶响，郭智威
权利要求: 1.一种基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、缸套内壁纹理设计：根据缸套用途、大小和材质，设计具有不同纹理分布的凹槽，并确定凹槽的宽度、深度以及凹槽在缸套内表面的占有率；S2、纹理加工：取原始缸套，按照步骤S1设计的凹槽纹理分布、凹槽的宽度、深度及占有率，利用精密机械加工或者激光打标技术，加工得到具有一定纹理分布的凹槽；S3、激光熔覆：根据所述缸套的材质，选取熔覆材料；并根据凹槽的宽度和深度，确定熔覆光斑直径、熔覆速度、熔覆功率；在保护气条件下，向所述凹槽内激光熔覆所述熔覆材料，得到内表面具有功能梯度材料的缸套。2.根据权利要求1所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述凹槽为螺纹型凹槽，横截面为矩形，所述凹槽的宽度为缸套内圆表面周长的0.33％～1.34％；凹槽的深度为缸套厚度的0.67％～2.67％；凹槽沿缸套轴向规则分布，且在缸套内表面的占有率为1.96％～7.84％。3.根据权利要求1所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，步骤S2中，对缸套表面进行纹理加工后，还包括利用汽油清洗加工过程中产生的杂物。4.根据权利要求1所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述熔覆材料为金属粉末、陶瓷粉末、聚合物粉末、金属丝、合金丝、高分子丝中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，所述缸套的材质为合金铸铁，所述熔覆材料为具有不同镍含量的铁基熔覆粉末。6.根据权利要求5所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，所述具有不同镍含量的铁基熔覆粉末中镍含量为4.2%-10.7%。7.根据权利要求1所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述熔覆光斑直径为0.2mm-6mm，熔覆速度为1-50mm/s，熔覆功率为500w-3.5kw。8.根据权利要求7所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述熔覆光斑直径为5mm，熔覆速度为15mm/s，熔覆功率为2.3kw-3.2kw。9.根据权利要求1所述的基于激光熔覆的缸套表面功能梯度材料的设计方法，其特征在于，还包括步骤S4：将缸套内壁熔覆区域突出的熔覆材料利用砂轮进行研磨去除。10.一种根据权利要求1~9任一项所述的设计方法制得的内表面具有功能梯度材料的缸套。