本發(fā)明涉及電真空工藝技術(shù)，尤其涉及一種應(yīng)用真空濺鍍對(duì)摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁進(jìn)行處理的工藝方法。

背景技術(shù)：
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在摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，其活塞在氣缸筒內(nèi)作高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)缸內(nèi)的溫度可達(dá)到幾百度的高溫，因而氣缸的內(nèi)壁和活塞的外周均要有極好的耐磨性和潤(rùn)滑性。為了提高氣缸內(nèi)壁的硬度和耐磨性，改善缸筒與活塞之間的運(yùn)動(dòng)摩擦條件，現(xiàn)有技術(shù)一般均采取對(duì)氣缸內(nèi)壁進(jìn)行電鍍處理，鍍層一般為硬鉻層。已公開的中國(guó)專利《鋁合金發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁鎳陶(Ni-SiC)復(fù)合電鍍工藝》(申請(qǐng)?zhí)?9113478.8)提供了一種在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上電鍍鎳-碳化硅(Ni-SiC)的技術(shù)，其有效地提高了摩托車氣缸的耐磨性和使用壽命。然而電鍍處理存在兩大嚴(yán)重缺陷，一是電鍍工藝過程中會(huì)產(chǎn)生大量含有鉻或鎳等元素的廢液，即使花費(fèi)高昂代價(jià)采取了三廢處理措施，也仍然會(huì)造成對(duì)環(huán)境的污染；二是由于發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸間歇工作條件引起的熱脹冷縮，使鍍層對(duì)基體的結(jié)合牢度大大降低，經(jīng)過一段運(yùn)轉(zhuǎn)后會(huì)出現(xiàn)鍍層的脫落，從而影響氣缸的工作壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸采用電鍍技術(shù)處理的缺陷，提供一種利用真空濺鍍工藝技術(shù)的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝，其具有工藝過程無污染、復(fù)合層結(jié)合強(qiáng)度高、工作壽命長(zhǎng)和減少污染排放的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下：

一種摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝，采取真空濺鍍工藝，在真空中利用電子束轟擊靶材，使之濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上形成復(fù)合層，所述靶材的成份中含有碳化硅和剛玉，其特征在于：所述靶材成份中還含有鑭系稀土材料鐠、鏑、銪、鐿。

本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝所使用靶材中鑭系稀土材料成份的構(gòu)成為：鐠5～30‰、鏑5～30‰、銪5～30‰、鐿5～30‰；所述復(fù)合層厚度為80mm～100mm，其表面可覆有氧化鈰，密度為0.1g/cm²～0.5g/cm²；本發(fā)明所采取的真空濺鍍工藝規(guī)范為：濺鍍靶材純度4N～8N，濺鍍靶材顆粒度≤60nm，真空度1Pa～5×10^-10Pa，工作電壓4kV～6kV。

與現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸采用傳統(tǒng)的電鍍處理技術(shù)相比較，本發(fā)明應(yīng)用真空濺鍍技術(shù)，在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上濺射形成含有碳化硅(SiC)、剛玉(Al₂O₃)以及鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑(Dy)、銪(Eu)、鐿(Yb)的復(fù)合層，從而避免了電鍍工藝過程導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，還大大提高了復(fù)合層對(duì)基體的結(jié)合強(qiáng)度，避免了鍍層剝落，延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命；與此同時(shí)，復(fù)合層中的鑭系稀土元素在工作時(shí)會(huì)對(duì)油氣產(chǎn)生催化裂解作用，從而提高爆燃效率，減少有害氣體的產(chǎn)生，減少對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明還在復(fù)合層表面覆有氧化鈰(C_eO₂)作為應(yīng)力分散劑，改善了缸筒與活塞之間的摩擦條件和滑潤(rùn)性。

具體實(shí)施方式：

現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝是采用真空濺鍍工藝來實(shí)現(xiàn)的：在真空度為1Pa～5×10^-10Pa的真空條件下，利用工作電壓為4kV～6kV的電子槍發(fā)出的高頻電子束去轟擊由碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)構(gòu)成的靶材，該靶材中還可以含有設(shè)定好配比成份的鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑(Dy)、銪(Eu)和鐿(Yb)，其靶材成份的構(gòu)成為：鐠5～30‰、鏑5～30‰、銪5～30‰、鐿5～30‰，其余的為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)，其靶材純度為4N～8N，靶材顆粒度≤60nm。電子束的轟擊使靶材材料形成等離子體濺射到摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸內(nèi)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))的共晶復(fù)合層，該復(fù)合層厚度為80mm～100mm。在該復(fù)合層的表面還可以覆有起應(yīng)力分散作用的氧化鈰(C_eO₂)，覆蓋密度為0.1g/cm²～0.5g/cm²。

首先，由于本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝摒棄了傳統(tǒng)的電鍍工藝技術(shù)，因而無廢水、廢氣和廢棄物形成，具有良好的環(huán)保特點(diǎn)。其次，由于運(yùn)用了真空濺鍍工藝，濺射到發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)壁上的等離子狀態(tài)的復(fù)合材料會(huì)滲入到基體表面的金屬分子間隙中去，形成復(fù)合材料與基體相互牢固嵌入的復(fù)合層，因此濺射的復(fù)合層與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸基體結(jié)合得相當(dāng)牢固，不存在剝落問題，從而不僅增強(qiáng)了氣缸內(nèi)壁的硬度、提高了耐磨性，而且大大延長(zhǎng)了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命。

與一般真空濺鍍工藝不同的是，本發(fā)明的靶材材料成份為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)，同時(shí)還采用鑭系稀土材料鐠(Pr)、鏑(Dy)、銪(Eu)和鐿(Yb)。碳化硅和剛玉提高了氣缸內(nèi)壁的硬度和耐磨性，而鑭系稀土材料在高溫條件下對(duì)氣缸中的油氣發(fā)生催化作用，裂解了汽油及其硫化物、氧化氮等有害氣體的分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，提高了爆燃效率，使油氣充分燃燒，降低了油耗，減少了有害氣體的產(chǎn)生，改善了排放對(duì)大氣的污染。

以下提供一些應(yīng)用本發(fā)明所述的摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)壁處理工藝的工藝實(shí)施例。

實(shí)施例1：

1、靶材成份

鐠5‰、鏑15‰、銪20‰、鐿30‰，其余為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)。

2、工藝規(guī)范

靶材純度 4N

靶材顆粒度 20nm

真空度 5×10^-10Pa

工作電壓 4kV。

3、復(fù)合層厚度：80mm；氧化鈰表層密度：0.1g/cm²。

實(shí)施例2：

1、靶材成份

鐠20‰、鏑30‰、銪30‰、鐿5‰，其余為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)。2、工藝規(guī)范

靶材純度 5N

靶材顆粒度 60nm

真空度 1×10^-8Pa

工作電壓 5kV。

3、復(fù)合層厚度：90mm；氧化鈰表層密度：0.2g/cm²。

實(shí)施例3：

1、靶材成份

鐠30‰、鏑5‰、銪5‰、鐿15‰，其余為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)。2、工藝規(guī)范

靶材純度 6N

靶材顆粒度 30nm

真空度 2.5×10^-6Pa

工作電壓 6kV。

3、復(fù)合層厚度：100mm；氧化鈰表層密度：0.3g/cm²。

實(shí)施例4：

1、靶材成份

鐠5‰、鏑20‰、銪15‰、鐿30‰，其余為碳化硅(SiC)和剛玉(Al₂O₃)。

2、工藝規(guī)范

靶材純度 7N

靶材顆粒度 40nm

真空度 1Pa

工作電壓 6kV。

3、復(fù)合層厚度：85mm；氧化鈰表層密度：0.4g/cm²。

實(shí)施例5：

1、靶材成份

碳化硅(SiC)、剛玉(Al₂O₃)。

2、工藝規(guī)范

靶材純度 8N

靶材顆粒度 50nm

真空度 2×10^-3Pa

工作電壓 5kV。

3、復(fù)合層厚度：80mm。