專利名稱：一種活塞表面處理方法與使用該方法進(jìn)行表面處理的活塞的制作方法
一種活塞表面處理方法與使用該方法進(jìn)行表面處理的活塞
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理的方法與使用該方法進(jìn)行表面處理的活塞。
背景技術(shù)：
活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)中最為重要的零部件之一，它與氣缸蓋共同形成內(nèi)燃機(jī)燃燒室，承受氣缸壓力，并將此力通過(guò)活塞銷座和活塞銷傳給連桿，以推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。由于活塞頂部直接與高溫燃?xì)庵芷谛越佑|，燃?xì)獾淖罡邷囟瓤蛇_(dá)2000°C，使活塞承受很大的熱負(fù)荷，因此活塞的溫度也很高，活塞的最高溫度可達(dá)300°C以上?；钊跉飧字凶髯兯龠\(yùn)動(dòng)，其平均速度可高達(dá)36km/h 50. 4km/h。活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)做功行程時(shí)，承受的瞬時(shí)壓力可達(dá)6Mpa 9Mpa。活塞需要在高溫、高速、高壓的環(huán)境下運(yùn)動(dòng)，在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行初期和寒冷天氣下的冷起動(dòng)往往會(huì)發(fā)生活塞與缸孔之間出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象，其原因是運(yùn)行初期和冷起動(dòng)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)沒(méi)有運(yùn)行起來(lái)，潤(rùn)滑油油膜黏度在低溫下明顯下降，氣缸壁和活塞之間沒(méi)有形成油膜，缺乏良好的潤(rùn)滑，產(chǎn)生拉缸現(xiàn)象，故需要對(duì)活塞進(jìn)行表面處理，一般涂覆具有潤(rùn)滑作用的混合物進(jìn)行表面潤(rùn)滑處理。由于石墨具有良好的潤(rùn)滑效果，一般在活塞的表面潤(rùn)滑處理都被作為一種優(yōu)選的涂料材質(zhì)，然而石墨沒(méi)有很明顯的粘性，在活塞表面經(jīng)常遇到涂層不牢固，在活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中脫離等現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理方法，其所述的工藝方法包括如下步驟活性清洗，在清洗溶液或去離子水中，利用清洗機(jī)對(duì)工件進(jìn)行清洗；水膜試驗(yàn)步驟，該步驟在于測(cè)試工件表面的清潔程度；覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)，該步驟在于沿工件的外表面覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)面，其材質(zhì)為銅、 銀、鋁等延展性好的金屬中的一種，或者其合金。其作用在于，把金屬絲網(wǎng)嵌入潤(rùn)滑涂層里面，作為潤(rùn)滑涂層的支撐筋骨；涂聚合物潤(rùn)滑層；涂覆聚合物外涂層固定膜；烘干固化；涂層粘結(jié)測(cè)試。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的聚合物涂層為石墨或者石墨混合10% -60%的環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的涂覆聚合物外涂層固定膜為石墨混合的0-20%環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂。一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，所述的活塞采用所述的活塞表面處理方法進(jìn)行表面處理。
本發(fā)明的有益效果是使得活塞潤(rùn)滑涂層能比較牢固地與活塞表面粘接到一起， 持續(xù)有效防止活塞和缸孔運(yùn)動(dòng)副之間產(chǎn)生干摩擦與拉缸現(xiàn)象，降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。

圖1是本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理方法流程圖；圖2是本發(fā)明提供的活塞表面示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示為本發(fā)明提供的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理工藝流程圖步驟SlOl為活性清洗步驟，該步驟主要是利用清洗機(jī)器對(duì)工件進(jìn)行清洗，使用堿性的化學(xué)脫脂劑和活化劑，對(duì)活塞表面進(jìn)行清潔處理，去除活塞表面的油污，使活塞表面清潔，去除工件表面的氧化層，增強(qiáng)石墨層在活塞裙部的附著力。一般的工藝流程為上料一水洗(擺動(dòng))一超聲波堿洗(擺動(dòng))一超聲波清洗(擺動(dòng))一下料。既可自動(dòng)批量清洗， 也可手動(dòng)少量清洗，從而有效節(jié)約了清洗成本，另外可以根據(jù)工件情況對(duì)清洗步驟進(jìn)行相應(yīng)的精簡(jiǎn)。步驟S102為水膜測(cè)試。把活塞工件浸入新鮮的去離子水中保持保持?jǐn)?shù)秒后拿出來(lái)，水膜在裙部保持不開(kāi)裂則達(dá)到要求。該步驟在于檢驗(yàn)活性清洗脫脂的效果，進(jìn)而檢驗(yàn)活塞工件的清潔程度，對(duì)于沒(méi)有達(dá)到活塞表面清潔要求的工件，需要重新進(jìn)行清洗。步驟S103為覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)步驟，該步驟為可選步驟，為了提高潤(rùn)滑涂層的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)涂層脫落，在需要涂覆潤(rùn)滑涂層的里面設(shè)置有由細(xì)金屬絲組成的網(wǎng)，根據(jù)不同工件要求，選用不用網(wǎng)眼密度的金屬絲網(wǎng)，該金屬的材質(zhì)選用延展性好材質(zhì)較軟的銅、銀、 鋁材質(zhì)中的一種，或者其合金，該網(wǎng)面采用柳丁或在活塞表面設(shè)置細(xì)掛鉤或綁定等方式，使得網(wǎng)面能很好地覆蓋活塞表面。該步驟的作用是，把金屬絲網(wǎng)嵌入潤(rùn)滑涂層里面，作為潤(rùn)滑涂層的支撐筋骨，該嵌入的絲網(wǎng)對(duì)石墨潤(rùn)滑涂層起到很好的支撐穩(wěn)固作用。步驟S104為潤(rùn)滑涂層涂覆步驟，在該步驟前，活塞工件最好在完全干燥的狀態(tài)下進(jìn)行。所述的涂料選用石墨，或者石墨混合一定的粘合劑，如環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂等， 粘合劑的比例控制為10% _60%，另外涂料還添加一定的稀釋劑。在步驟S105中，為潤(rùn)滑涂層外面在添加一固定膜，該膜選用石墨混合環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂等粘合劑，粘合劑的比例相對(duì)內(nèi)層要高，一般地，該粘合劑比例可以為 0-20%。另外添加一定的稀釋劑，稀釋涂料。步驟S106中，為對(duì)活塞工件的涂層進(jìn)行烘干，固化步驟。把印刷完的活塞放置數(shù)分鐘后放入固化爐內(nèi)，按照石墨固化工藝固化，固化溫度150°C 230°C，時(shí)間為20 150 分鐘。為了加速固化，提高固化質(zhì)量，可以采用紅外線或者紫外線照射輔助涂層固化。步驟S107中，主要是檢測(cè)活塞工件涂層的涂覆質(zhì)量，對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制。步驟S108中，是通過(guò)檢測(cè)的活塞工件成型，完成活塞的表面潤(rùn)滑工藝。圖2為本發(fā)明提供的活塞表面示意圖。如圖所示，通過(guò)采用上述工藝方法，使聚合物復(fù)合材料2緊密地粘結(jié)于活塞裙部表面1上，活塞表面聚合物涂覆層在活塞與缸套摩擦副的摩擦磨損機(jī)制中，可以改善對(duì)活塞與缸套摩擦副接觸面的潤(rùn)滑，減小兩種金屬表面間的直接接觸。聚合涂覆層的各項(xiàng)理化性能優(yōu)越，有利于活塞初期運(yùn)行的磨合，能有效改變因貧油現(xiàn)象而嚴(yán)重惡化的干摩擦運(yùn)行條件，降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪音。同時(shí)在活塞裙部保留區(qū)域3不涂敷聚合物，易于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞裙部直徑的測(cè)量。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理方法，其特征在于，所述的工藝包括如下步驟101、活性清洗，在清洗溶液或去離子水中，利用清洗機(jī)對(duì)工件進(jìn)行清洗；102、涂聚合物潤(rùn)滑層；103、涂覆聚合物外涂層固定膜；104、烘干固化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于在所述的步驟102前，還包括水膜試驗(yàn)步驟，該步驟在于測(cè)試工件表面的清潔程度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于在所述的步驟104之后，還包括涂層粘結(jié)測(cè)試步驟，用于控制涂層粘結(jié)完成質(zhì)量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于所述的聚合物涂層為石墨。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于所述的聚合物涂層為石墨混合10% -60%的環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于所述的涂覆聚合物外涂層固定膜為石墨混合的0-20%環(huán)氧樹(shù)脂或聚酰亞胺樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述活塞表面處理方法的，其特征在于在所述的步驟102前還包括覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)，該步驟在于沿工件的外表面覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)面。
8.如權(quán)利要求7所述的活塞表面處理方法，其特征在于所述的金屬絲網(wǎng)材質(zhì)為銅、 銀、鋁材質(zhì)中的一種，或者其合金。
9.一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于所述的活塞采用包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的活塞表面處理方法進(jìn)行表面處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種發(fā)動(dòng)機(jī)活塞表面處理方法，其所述的工藝方法包括如下步驟活性清洗；水膜試驗(yàn)；覆蓋細(xì)金屬絲網(wǎng)；涂覆聚合物潤(rùn)滑層；涂覆聚合物外涂層固定膜；烘干固化；涂層粘結(jié)測(cè)試。本發(fā)明的有益效果是使得活塞潤(rùn)滑涂層能比較牢固地與活塞表面粘結(jié)到一起，持續(xù)有效防止活塞和缸孔運(yùn)動(dòng)副之間產(chǎn)生干摩擦與拉缸現(xiàn)象，降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲。
文檔編號(hào)B05D7/24GK102485340SQ20101062087
公開(kāi)日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者王磊, 羅珒, 黃鵬華 申請(qǐng)人:上汽通用五菱汽車股份有限公司