一種氣缸套筒的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種在內(nèi)壁上形成鎳硼鍍層的氣缸套筒，該氣缸套筒包括氣缸套筒本體和氣缸套筒本體內(nèi)壁上形成的鎳硼鍍層。本實(shí)用新型采用化學(xué)鍍鎳硼合金鍍層由于不需經(jīng)過熱處理或是經(jīng)過較低溫的熱處理就能達(dá)到HV800以上的硬度，對(duì)于有高尺寸精度要求的零件，采用本實(shí)用新型的化學(xué)鍍鎳硼合金鍍層可以避免高溫制備過程，從而降低零件的形變程度。
【專利說明】_種氣缸套筒

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斯特林電機(jī)的氣缸套筒，尤其涉及一種在內(nèi)壁形成鎳硼鍍層的氣缸套筒。

【背景技術(shù)】
[0002]斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是倫敦牧師Robert Stirling于1816年發(fā)明的，所以稱為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)(Stirling engine)。它是一種閉循環(huán)活塞式熱機(jī)，高效率的能量轉(zhuǎn)換裝置，斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)屬外燃引擎，只要高溫?zé)嵩礈囟葔蚋?，無論是使用太陽能、廢熱、核原料、牛糞、丙烷、天然氣、沼氣(甲烷)、丁烷與石油在內(nèi)的任何燃料，皆可使之運(yùn)轉(zhuǎn)，不同于必須使用特定燃料的汽油引擎、柴油引擎等內(nèi)燃引擎。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸和活塞是重要的組成部分，氣缸和活塞之間的氣密性、滑動(dòng)性是斯特林循環(huán)中的關(guān)鍵性質(zhì)，高精度的加工是生產(chǎn)高效率斯特林電機(jī)的關(guān)鍵。
[0003]在實(shí)際的使用過程中，氣缸的磨損會(huì)導(dǎo)致活塞運(yùn)動(dòng)氣密性和滑動(dòng)性降低，從而降低電機(jī)的整體功率。氣缸在引導(dǎo)活塞不斷進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過程中，氣缸套內(nèi)壁與活塞之間長(zhǎng)時(shí)間、高頻率地互相摩擦，導(dǎo)致氣缸作用的有用功率降低，消耗一部分能量。因此，需要在氣缸套內(nèi)壁進(jìn)行鍍層來解決這個(gè)問題。有采用電鍍來實(shí)現(xiàn)的，然而電鍍鍍層金屬容易脫落，而且電鍍的鍍層厚度變化大、不易控制，就造成氣缸套的一些關(guān)鍵尺寸很難控制，而且電鍍液體給環(huán)境污染造成較為嚴(yán)重的影響和負(fù)擔(dān)。
[0004]為解決上述問題，紛紛研宄化學(xué)鍍的可行性。例如中國(guó)專利CN1220796C提供一種氣缸套筒內(nèi)壁鍍鉻工藝，以及中國(guó)專利CN2602174Y提供一種覆有非晶態(tài)鎳磷合金鍍層的新型活塞，然而這些鍍層的硬度均不能達(dá)到要求，只有HV300-500，為了得到較高硬度的鍍層，都需要高溫?zé)崽幚?，例如?jīng)過400-450°C的熱處理后，硬度會(huì)達(dá)到HV950-1000，然而這種熱處理會(huì)引起鋁質(zhì)氣缸發(fā)生變形。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題提出的，其目的是提供一種在內(nèi)壁形成不用熱處理的情況下就能達(dá)到足夠硬度的鎳硼鍍層的氣缸套筒。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]本實(shí)用新型提供一種氣缸套筒，其特征在于，氣缸套筒包括氣缸套筒本體和氣缸套筒本體內(nèi)壁上形成的鎳硼鍍層。
[0008]優(yōu)選地，所述鎳硼鍍層是將氣缸套筒內(nèi)壁浸泡在以硼氫化物為還原劑的化學(xué)鍍鎳硼合金溶液中，鎳離子在氣缸套筒內(nèi)壁還原析出而形成。
[0009]優(yōu)選地，所述化學(xué)鍍鎳硼合金溶液包括0.5-4.5g/l的硼氫化物、20-40g/l的鎳鹽、40-80g/l的有機(jī)絡(luò)合物、20-60g/l的氫氧化鈉或氫氧化銨、0.6-0.9g/l的表面活性劑和0.5-1.5g/l穩(wěn)定劑。
[0010]優(yōu)選地，所述鎳鹽選自NiCljP /或NiSO 4的水合化合物。
[0011]優(yōu)選地，所述有機(jī)絡(luò)合物選自乙二胺、檸檬酸鹽、丁二酸鹽、醋酸鹽、丙二酸鹽中任意一種或幾種。
[0012]優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑選自含硫的脂肪族碳酸、炔(屬)酸、芳香族硫化物、重金屬化合物、噻吩、硫茚中任意一種或多種。
[0013]優(yōu)選地，所述化學(xué)鍍鎳硼合金溶液的pH值為13-14，溫度為85-95°C。
[0014]優(yōu)選地，所述鍍層厚度為5-15 μ m。
[0015]優(yōu)選地，所述鍍層中的硼元素含量小于1%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0016]優(yōu)選地，所述鍍層硬度為HV800-1200。
[0017]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下技術(shù)效果:
[0018]1、本實(shí)用新型采用化學(xué)鍍鎳硼合金鍍層由于不需經(jīng)過熱處理或是經(jīng)過較低溫的熱處理就能達(dá)到HV800以上的硬度，對(duì)于有高尺寸精度要求的零件，采用本實(shí)用新型的化學(xué)鍍鎳硼合金鍍層可以避免高溫制備過程，從而降低零件的形變程度。
[0019]2、本實(shí)用新型的化學(xué)鍍鎳硼合金鍍層的表面光滑、漂亮、抗氧化，氣缸與活塞之間的耐磨性顯著提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型氣缸套筒內(nèi)壁鍍有鎳硼合金鍍層的剖視圖。
[0021]圖中:1、氣缸；2、鎳硼合金鍍層。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型提供一種如圖1所示的在內(nèi)壁形成鎳硼鍍層的氣缸套筒，該氣缸套筒包括氣缸套筒本體I和氣缸套筒本體內(nèi)壁上形成的鎳硼鍍層2。
[0023]下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)和具體的介紹，以使更好的理解本實(shí)用新型，但是下述實(shí)施例并不限制本實(shí)用新型范圍。
[0024]實(shí)施例1
[0025]本實(shí)用新型的氣缸套筒內(nèi)壁的鎳硼鍍層通過下述步驟得到:
[0026]除油一水洗一除銹一水洗一鍍層一水洗一晾干。
[0027]首先將0.8g/l的硼氫化鈉、30g/l的NiCl2.6H20、60g/l的乙二胺、40g/l的氫氧化鈉、0.75g/l的表面活性劑和0.8g/l的穩(wěn)定劑組成的化學(xué)鍍鎳硼合金溶液配制好置于鎳硼溶液槽中，將鎳硼溶液槽置于85-95?的水浴缸中，再將預(yù)處理好的氣缸套筒放在該鎳硼溶液槽中恒溫條件下鍍覆，得到在氣缸套筒內(nèi)壁形成的鎳硼鍍層。
[0028]測(cè)量所得鎳硼鍍層的厚度為10μm，硬度為HV950，鍍層中的硼元素含量小于1%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，鍍層表面光滑。
[0029]實(shí)施例2
[0030]本實(shí)用新型的氣缸套筒內(nèi)壁的鎳硼鍍層通過下述步驟得到:
[0031 ] 除油一水洗一除銹一水洗一鍍層一水洗一晾干。
[0032]首先將0.5g/l的硼氫化鈉、20g/l的NiSO4.7H20、40g/l的乙二胺、20g/l的氫氧化銨、0.6g/l的表面活性劑和0.6g/l的穩(wěn)定劑組成的化學(xué)鍍鎳硼合金溶液配制好置于鎳硼溶液槽中，將鎳硼溶液槽置于85-95?的水浴缸中，再將預(yù)處理好的氣缸套筒放在該鎳硼溶液槽中恒溫條件下鍍覆，得到在氣缸套筒內(nèi)壁形成的鎳硼鍍層。
[0033]測(cè)量所得鎳硼鍍層的厚度為8 μπι，硬度為HV850，鍍層中的硼元素含量小于1%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，鍍層表面光滑。
[0034]實(shí)施例3
[0035]本實(shí)用新型的氣缸套筒內(nèi)壁的鎳硼鍍層通過下述步驟得到:
[0036]除油一水洗一除銹一水洗一鍍層一水洗一晾干。
[0037]首先將2.5g/l的硼氫化鈉、40g/l的NiCl2.6H20、80g/l的乙二胺、60g/l的氫氧化鈉、0.9g/l的表面活性劑和1.5g/l的穩(wěn)定劑組成的化學(xué)鍍鎳硼合金溶液配制好置于鎳硼溶液槽中，將鎳硼溶液槽置于85-95?的水浴缸中，再將預(yù)處理好的氣缸套筒放在該鎳硼溶液槽中恒溫條件下鍍覆，得到在氣缸套筒內(nèi)壁形成的鎳硼鍍層。
[0038]測(cè)量所得鎳硼鍍層的厚度為12 μπι，硬度為HV1100，鍍層中的硼元素含量小于1%質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，鍍層表面光滑。
[0039]應(yīng)用例
[0040]在SOOw斯特林電機(jī)的氣缸套筒內(nèi)用本實(shí)用新型所述在氣缸套筒內(nèi)壁化學(xué)鍍鎳硼合金后，進(jìn)行電機(jī)制冷效果測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下:
[0041]1、未電鍍氣缸，裝機(jī)測(cè)試I個(gè)小時(shí)后，制冷效果開始有明顯變化，制冷效率降低10%左右，電流和總功率能耗增加，使用真圓度儀檢測(cè)氣缸有0.010-0.022mm的磨損，活塞表面有磨損痕跡，并散發(fā)出焦糊味；
[0042]2、鍍鎳硼合金的氣缸裝機(jī)測(cè)試I個(gè)小時(shí)后，制冷效果未見明顯變化，電流和總功率能耗不變，真圓度儀檢測(cè)氣缸未有磨損，無異味。
[0043]以上對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本實(shí)用新型并不限制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行的等同修改和替代也都在本實(shí)用新型的范疇之中。因此，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種氣缸套筒，其特征在于，該氣缸套筒包括氣缸套筒本體和氣缸套筒本體內(nèi)壁上形成的鎳硼鍍層，所述鍍層硬度為HV800-1200。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣缸套筒，其特征在于，所述鍍層厚度為5-15μ m。
【文檔編號(hào)】F02G1/053GK204185557SQ201420442371
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】王冬冬 申請(qǐng)人:寧波華斯特林電機(jī)制造有限公司