本發(fā)明涉及汽車配件技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自潤滑汽缸活塞。

背景技術(shù)：

活塞是汽車發(fā)動機汽缸體中作往復(fù)運動的機件?；钊幕窘Y(jié)構(gòu)可分為頂部、頭部和裙部?；钊敳渴墙M成燃燒室的主要部分，其形狀與所選用的燃燒室形式有關(guān)。

活塞在高溫、高壓、高速、潤滑不良的條件下工作。活塞直接與高溫氣體接觸，瞬時溫度可達(dá)2500K以上，因此，受熱嚴(yán)重，而散熱條件又很差，所以活塞工作時溫度很高，頂部高達(dá)600～700K，且溫度分布很不均勻；活塞頂部承受氣體壓力很大，特別是作功行程壓力最大，汽油機高達(dá)3～5MPa，柴油機高達(dá)6～9MPa，這就使得活塞產(chǎn)生沖擊，并承受側(cè)壓力的作用；活塞在氣缸內(nèi)以很高的速度(8～12m/s)往復(fù)運動，且速度在不斷地變化，這就產(chǎn)生了很大的慣性力，使活塞受到很大的附加載荷?；钊谶@種惡劣的條件下工作，會產(chǎn)生變形并加速磨損，還會產(chǎn)生附加載荷和熱應(yīng)力，同時受到燃?xì)獾幕瘜W(xué)腐蝕作用。因此活塞的摩擦力較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種自潤滑汽缸活塞，能夠使得汽缸活塞摩擦減小。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種自潤滑汽缸活塞，所述活塞表面具有20-30μm厚度的等離子噴涂Cr₃C₂-NiCr-石墨烯涂層。

本發(fā)明所述的Cr₃C₂-NiCr-石墨烯是Cr₃C₂與NiCr與石墨烯作為一個組分按照重量比(5～3):(2～1):1混合而成。優(yōu)選的，所述重量比為4:1:1。

所述混合是采用行星球磨機和離心噴霧造粒機將涂層噴粉。其工藝包括：

(1)將Cr₃C₂與NiCr在行星球磨機上球磨至不再沉淀；

(2)加入石墨烯繼續(xù)球磨至少10分鐘；

(3)球磨停止前5分鐘時，加入有機黏結(jié)劑球磨，得到懸濁液；

(4)將懸濁液進(jìn)行噴霧造粒，得到Cr₃C₂-NiCr-石墨烯團(tuán)聚顆粒。

本發(fā)明通過等離子噴涂將所述Cr₃C₂-NiCr-石墨烯團(tuán)聚顆粒噴涂到汽缸活塞表面上。所述等離子噴涂，其電流為400-700A，電壓為30-70V，主氣氬氣流量50-140L/min，送粉速度25-60g/min。優(yōu)選的，電流為550A，電壓30V，氬氣流量50L/min。

本發(fā)明的復(fù)合涂層厚度約為20-30μm，其硬度較基體明顯提高，超過500HV_0.2。同時，在復(fù)合涂層中添加石墨烯使得晶粒得到細(xì)化，平均晶粒尺寸從純Ni的40nm下降到20nm左右。

本發(fā)明的復(fù)合鍍層使得摩擦系數(shù)和磨損率同時降低，具有較低的摩擦系數(shù)，在各個載荷下，磨損率比基體降低50％以上。

具體實施方式

下面通過具體實施方式來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實施例1

采用行星球磨機和離心噴霧造粒機將涂層材料噴粉。其工藝包括：

(1)將Cr₃C₂與NiCr在行星球磨機上球磨至不再沉淀；

(2)加入石墨烯繼續(xù)球磨至少10分鐘；

(3)球磨停止前5分鐘時，加入有機黏結(jié)劑球磨，得到懸濁液；

(4)將懸濁液進(jìn)行噴霧造粒，得到Cr₃C₂-NiCr-石墨烯團(tuán)聚顆粒。

通過等離子噴涂將所述Cr₃C₂-NiCr-石墨烯團(tuán)聚顆粒噴涂到活塞表面上。所述等離子噴涂，其電流為550A，電壓30V，氬氣流量50L/min。

Cr₃C₂與NiCr與石墨烯作為一個組分按照重量比重量比為4:1:1混合而成。

所述風(fēng)機主軸上的涂層，其起到固體自潤滑作用。

對比例1

省略實施例1的石墨烯，其余與實施例1相同。

對比例2

省略實施例1的NiCr，其余與實施例1相同。

對比例3

省略實施例1的Cr₃C₂，其余與實施例1相同。

對比例1-3的涂層，同樣能起到潤滑作用，但所述潤滑效果稍差，只是相較于不含涂層的活塞，提高一些。實施例1的潤滑效果要明顯優(yōu)于對比例1-3，且耐磨時間長，起到潤滑的時間也明顯較長。即，本發(fā)明的3種材料混合，起到協(xié)同作用。