一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法与流程

1.本技术涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法。

背景技术：

2.发动机作为汽车的心脏为车辆行驶提供动力。发动机在压缩循环结束时，活塞位于上止点，混合气体被压缩，此时点燃混合气体使其在燃烧室燃烧可获得最大的能量。燃烧室是一个封闭的空间，燃烧室主要由缸盖底板、活塞、气门、活塞气环和缸套等组成，缸盖由于结构复杂而采用铸铁件，活塞为钢件，活塞气环和缸套为了耐磨选择合金铸铁材质，气环添加有镀层。混合气体燃烧所产生的能量除用于推动活塞运动以保证车辆移动，还有一部分被摩擦阻力消耗，其余则以热量的形式被燃烧室相关零件散失掉。为了保证活塞高速、长久运转，活塞、气环和缸套温度不能太高，以免烧坏。活塞是通过曲轴箱的润滑油降温，而气环和缸套则通过在气缸流动的冷却液降温。
3.零件降温会直接导致能量的流失，这种方式无法有效利用发动机燃烧所产生的热能。为了提高发动机的热效率，实现节能降耗目的，目前通用的办法是利用诸如陶瓷等低导热性能材料，通过喷涂的方式将低导热性能的材料覆盖在燃烧室相关零件表面，以降低热量流失，充分利用燃烧产生的热能。热障涂层技术虽然可提高燃烧室的温度并提升发动机热效率，但存在一个突出的问题：热障涂层与零件表面结合强度不足产生剥落，从而会严重影响发动机寿命。
4.现有技术采用飞秒激光在基体表面造孔的方式提高热障涂层与基体的结合强度，这种方式成本高昂、实用性差。
5.基于以上分析，提供一种实用性强的能够提高热障涂层与基体结合强度的方法十分必要。

技术实现要素：

6.本技术实施例提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，以解决相关技术中采用飞秒激光在基体表面造孔成本高昂、实用性差的问题。
7.第一方面，本技术提供了一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
8.步骤s101，对缸盖底板的喷涂区域进行前处理；
9.步骤s102，采用类似挤压的方式利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；
10.步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，然后保温；
11.步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层。
12.一些实施例中，前处理的过程为：在缸盖底板的喷涂区域去除一层金属层，该金属层的厚度与隔热涂层的厚度相等。
13.一些实施例中，所述凹坑的直径为0.15mm～0.23mm，深度为0.1mm～0.25mm，相邻凹坑之间的间距为1mm～5mm。
14.一些实施例中，所述刀具的材料选用高速钢，刀具的刀头处呈30
°
锥角。
15.一些实施例中，加工凹坑时刀具与喷涂区域呈30
°
～60
°
夹角。
16.一些实施例中，每个凹坑处加工两次，第一次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角与第二次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角保持一致。
17.一些实施例中，所述凹坑呈倒锥形。
18.一些实施例中，底层的材料为nicrcoaly金属粉末，底层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂底层时的等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
19.一些实施例中，过渡层的材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.15～0.22：1混合构成的混合物，过渡层的厚度为0.1mm～0.15mm，喷涂过渡层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
20.一些实施例中，顶层的材料为8wt％ysz粉末，顶层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂顶层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
21.本技术提供的技术方案带来的有益效果包括：本技术提供的方法采用机械加工的方式在喷涂区域加工出规则排列的凹坑，价格便宜、实用性强，显著提高了隔热涂层的热疲劳寿命；本技术提供的方法在隔热涂层增加过渡层，进一步提高了涂层与基体的结合强度。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法的流程示意图；
24.图2为本技术实施例的凹坑示意图；
25.图3为本技术实施例喷涂区域加工凹坑的示意图；
26.图4为凹坑的截面形状示意图。
具体实施方式
27.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.本技术实施例提供了一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其能解决相关技术中采用飞秒激光在基体表面造孔成本高昂、实用性差的问题。
29.参考图1，本技术实施例提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的
方法，包括以下步骤：
30.步骤s101，对缸盖底板的喷涂区域进行前处理；前处理的过程为：在缸盖底板的喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
31.步骤s102，采用类似挤压的方式利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑，凹坑的示意图见图2，凹坑的直径为0.15mm～0.23mm，深度为0.1mm～0.25mm，相邻凹坑之间的间距为1mm～5mm；刀具的材料选用高速钢，刀具的刀头处呈30
°
锥角，挤压时刀具与喷涂区域并不垂直，而是呈30
°
～60
°
的夹角，每个凹坑处加工两次，参考图3，第一次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角α1与第二次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角α2保持一致，图3中，箭头表示刀具的进给方向，两次加工后形成的凹坑呈倒锥形(见图4)，倒锥形的凹坑可以提高涂层与喷涂区域表面的结合强度；
32.步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并采用超声和酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温35～50分钟；
33.步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，底层、过渡层和顶层构成隔热涂层；底层的材料为nicrcoaly金属粉末，顶层的材料为8wt％ysz粉末，过渡层的材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.15～0.22：1混合构成的混合物，底层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂底层时的等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm；过渡层的厚度为0.1mm～0.15mm，喷涂过渡层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm；顶层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂顶层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
34.下面结合实施例对本技术提供的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法进行详细说明。
35.实施例1：
36.本技术实施例1提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
37.步骤s101，先对缸盖底板的喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
38.步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑，凹坑直径为0.18mm，深度为0.2mm，相邻凹坑之间的间距为3mm，刀具进给角度α1、α2为30
°
；
39.步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
40.步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.18：1混合构成的混合物；喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
41.实施例1中，底层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm；
42.过渡层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
43.顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，
送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
44.隔热涂层零件的隔热性能测试数据见表1，分别在零件有涂层的位置和无涂层的位置表面以下2mm位置埋设热电偶，然后采用同样的等离子火焰对零件有涂层的位置和无涂层的位置进行烘烤，烘烤至无涂层位置热电偶检测温度至440℃停止，测得此时有涂层位置热电偶的检测温度为380℃。由试验数据可知，隔热涂层降低零件温度达到13.6％。
45.表1：实施例1隔热涂层零件的隔热性能测试数据
46.实施例1最高温度(℃)隔热(％)无隔热涂层440/带隔热涂层38013.6％
47.对隔热涂层的结合强度测试结果见表2，喷涂面机加工出凹坑后，表面经过凹坑加工的位置的隔热涂层与零件的结合强度比没有凹坑加工位置的提高显著高86.7％。
48.表2：实施例1隔热涂层结合强度测试结果
[0049] 结合强度(mpa)喷砂+三层涂层15凹坑+喷砂+三层涂层28
[0050]
另外，本技术还对带隔热涂层的试样进行了冷、热冲击试验，试验方法为先将试样放入800℃的炉中保温15分钟，取出后再放入蒸馏水中冷却到常温，如此循环直到零件表面产生长度≥1cm的裂纹或是涂层≥1/5面积发生剥落停止循环试验，试验次数为涂层的热疲劳寿命，试验表明没有经过凹坑加工部位涂层的疲劳寿命为45次，而经过凹坑处理位置涂层的疲劳寿命为100次，经过凹坑处理涂层的热疲劳寿命显著提高。
[0051]
实施例2：
[0052]
本技术实施例2提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0053]
步骤s101，先对缸盖底板的喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0054]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑，凹坑直径为0.15mm，深度为0.1mm，相邻凹坑之间的间距为1mm，刀具进给角度α1、α2为60
°
；
[0055]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0056]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.22：1混合构成的混合物；喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0057]
实施例2中，底层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0058]
过渡层厚度为0.15mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0059]
顶层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0060]
隔热涂层零件的隔热性能测试数据见表3，在零件有涂层的位置和无涂层的位置
表面以下2mm位置埋设热电偶，然后采用同样的等离子火焰对零件有涂层的位置和无涂层的位置进行烘烤，烘烤至无涂层位置热电偶检测温度至440℃停止，测得此时有涂层位置热电偶的检测温度为396℃。由试验数据可知，隔热涂层降低零件温度达到10％。
[0061]
表3：实施例2隔热涂层零件隔热性能测试数据
[0062]
实施例2最高温度(℃)隔热(％)无隔热涂层440/带隔热涂层39610％
[0063]
隔热涂层的结合强度测试结果见表4，表面经过凹坑加工位置的隔热涂层与零件的结合强度比没有凹坑加工位置的高60％。
[0064]
表4：实施例2隔热涂层结合强度测试结果
[0065] 结合强度(mpa)喷砂+三层涂层15凹坑+喷砂+三层涂层24
[0066]
另外，本技术还对带隔热涂层的试样进行了冷、热冲击试验，试验方法为先将试样放入800℃的炉中保温15分钟，取出后再放入蒸馏水中冷却到常温，如此循环直到零件表面产生长度≥1cm的裂纹或是涂层≥1/5面积发生剥落停止循环试验，试验次数为涂层的热疲劳寿命，试验表明没有经过凹坑加工部位涂层的疲劳寿命为45次，而经过凹坑处理位置涂层的疲劳寿命为86次，经过凹坑处理涂层的热疲劳寿命提高明显。
[0067]
实施例3：
[0068]
本技术实施例3提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0069]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0070]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.23mm，深度为0.25mm，相邻凹坑之间的间距为5mm，刀具进给角度α1、α2为45
°
；
[0071]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0072]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.15：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0073]
实施例3中，底层厚度为0.15mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0074]
过渡层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0075]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0076]
隔热涂层零件的隔热性能测试数据见表5，在零件有涂层的位置和无涂层的位置表面以下2mm位置埋设热电偶，然后采用同样的等离子火焰对零件有涂层的位置和无涂层的位置进行烘烤，烘烤至无涂层位置热电偶检测温度至440℃停止，测得此时有涂层位置热
电偶的检测温度为387℃。由试验数据可知，隔热涂层降低零件温度达到12％。
[0077]
表5：实施例3隔热涂层零件隔热性能测试数据
[0078]
实施例3最高温度(℃)隔热(％)无隔热涂层440/带隔热涂层38712％
[0079]
对隔热涂层的结合强度测试结果见表6，表面经过凹坑加工位置的隔热涂层与零件的结合强度比没有凹坑加工位置的高73.3％。
[0080]
表6：实施例3隔热涂层结合强度测试结果
[0081] 结合强度(mpa)喷砂+三层涂层15凹坑+喷砂+三层涂层26
[0082]
另外，本技术还对带隔热涂层的试样进行了冷、热冲击试验，试验方法为先将试样放入800℃的炉中保温15分钟，取出后再放入蒸馏水中冷却到常温，如此循环直到零件表面产生长度≥1cm的裂纹或是涂层≥1/5面积发生剥落停止循环试验，试验次数为涂层的热疲劳寿命，试验表明没有经过凹坑加工部位涂层的疲劳寿命为45次，而经过凹坑处理位置涂层的疲劳寿命为91次，经过凹坑处理涂层的热疲劳寿命提高显著。
[0083]
实施例4：
[0084]
本技术实施例4提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0085]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0086]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.16mm，深度为0.18mm，相邻凹坑之间的间距为2mm，刀具进给角度α1、α2为45
°
；
[0087]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0088]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.16：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0089]
实施例4中，底层厚度为0.12mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0090]
过渡层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0091]
顶层厚度为0.18mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0092]
实施例5：
[0093]
本技术实施例5提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0094]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0095]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径
为0.18mm，深度为0.12mm，相邻凹坑之间的间距为2.5mm，刀具进给角度α1、α2为45
°
；
[0096]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0097]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.2：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0098]
实施例5中，底层厚度为0.16mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0099]
过渡层厚度为0.12mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0100]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0101]
实施例6：
[0102]
本技术实施例6提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0103]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0104]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.2mm，深度为0.22mm，相邻凹坑之间的间距为3mm，刀具进给角度α1、α2为30
°
；
[0105]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0106]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.16：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0107]
实施例6中，底层厚度为0.18mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0108]
过渡层厚度为0.12mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0109]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0110]
实施例7：
[0111]
本技术实施例7提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0112]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0113]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.16mm，深度为0.15mm，相邻凹坑之间的间距为4.5mm，刀具进给角度α1、α2为45
°
；
[0114]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0115]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.18：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0116]
实施例7中，底层厚度为0.16mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0117]
过渡层厚度为0.15mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0118]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0119]
实施例8：
[0120]
本技术实施例8提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0121]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0122]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.17mm，深度为0.12mm，相邻凹坑之间的间距为3mm，刀具进给角度α1、α2为60
°
；
[0123]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0124]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.18：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0125]
实施例8中，底层厚度为0.16mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0126]
过渡层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0127]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0128]
实施例9：
[0129]
本技术实施例9提供一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，包括以下步骤：
[0130]
步骤s101，先对缸盖底板喷涂区域去除一层与隔热涂层厚度相等的金属层；
[0131]
步骤s102，利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；凹坑直径为0.18mm，深度为0.15mm，相邻凹坑之间的间距为2.5mm，刀具进给角度α1、α2为60
°
；
[0132]
步骤s103，对喷涂区域进行喷砂处理，并用超声、酒精清理喷砂区域，然后放入120℃的炉中保温40分钟；
[0133]
步骤s104，采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层，即隔热涂层共计三层，底层材料为nicrcoaly金属粉末，顶层材料为8wt％ysz粉末，过渡层材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.18：1混合构成的混合物，喷涂时对没有进行凹
坑加工的零件表面也进行喷涂以对比测试结合强度性能。
[0134]
实施例9中，底层厚度为0.16mm，等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。
[0135]
过渡层厚度为0.1mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0136]
顶层厚度为0.2mm，等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。
[0137]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
[0138]
需要说明的是，在本技术中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本技术中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的规定。
[0139]
以上所述仅是本技术的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本技术。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：

1.一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，包括以下步骤：对缸盖底板的喷涂区域进行前处理；利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；对喷涂区域进行喷砂处理，然后保温；采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层。2.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，前处理的过程为：在缸盖底板的喷涂区域去除一层金属层，所述金属层的厚度与隔热涂层的厚度相等。3.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，所述凹坑的直径为0.15mm～0.23mm，深度为0.1mm～0.25mm，相邻凹坑之间的间距为1mm～5mm。4.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，所述刀具的材料选用高速钢，刀具的刀头处呈30
°
锥角。5.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，加工凹坑时刀具与喷涂区域呈30
°
～60
°
夹角。6.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，每个凹坑处加工两次，第一次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角与第二次加工时刀具的进给方向和喷涂区域表面之间的夹角保持一致。7.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，所述凹坑呈倒锥形。8.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，底层的材料为nicrcoaly金属粉末，底层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂底层时的等离子喷涂工艺参数为：功率27kw，60l/h的h2，2500l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离100mm。9.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，过渡层的材料为nicrcoaly金属粉末和ysz粉末按照质量比0.15～0.22:1混合构成的混合物，过渡层的厚度为0.1mm～0.15mm，喷涂过渡层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。10.根据权利要求1所述的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法，其特征在于，顶层的材料为8wt％ysz粉末，顶层的厚度为0.1mm～0.2mm，喷涂顶层时的等离子喷涂工艺参数为：功率39kw，60l/h的h2，2000l/h的ar，送粉量9hz，喷与零件距离90mm。

技术总结

本申请涉及汽车发动机技术领域，特别涉及一种提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法。本申请提供的提高发动机燃烧室隔热涂层与基体结合强度的方法包括以下步骤：对缸盖底板的喷涂区域进行前处理；利用刀具在经处理的喷涂区域上加工若干规则排列的凹坑；对喷涂区域进行喷砂处理，然后保温；采用等离子喷涂工艺在喷涂区域依次喷涂底层、过渡层和顶层。本申请提供的方法采用机械加工的方式在喷涂区域加工出规则排列的凹坑，实用性强，显著提高了隔热涂层的热疲劳寿命。提高了隔热涂层的热疲劳寿命。提高了隔热涂层的热疲劳寿命。