BG1465U1 - Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави - Google Patents
Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави Download PDFInfo
- Publication number
- BG1465U1 BG1465U1 BG1962U BG196211U BG1465U1 BG 1465 U1 BG1465 U1 BG 1465U1 BG 1962 U BG1962 U BG 1962U BG 196211 U BG196211 U BG 196211U BG 1465 U1 BG1465 U1 BG 1465U1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- coating
- aluminium
- aluminum
- mgalf
- mixture
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title abstract 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- 238000007739 conversion coating Methods 0.000 description 3
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 3
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012224 working solution Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Treatment Of Metals (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Electroplating Methods And Accessories (AREA)
Abstract
Покритието се използва за нанасяне върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави, работещи в условия на течно и гранично триене. С него се осигурява висока носеща способност, независимо от съдържанието на силиций в алуминия или алуминиевата сплав. Покритието включва конверсионен филм, съставен от смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O и/или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O, като съгласно полезния модел конверсионният филм с дебелина от 2 до 20 microm е нанесен върху подложка от анодно покритие от алуминиеви оксиди. Дебелината на анодното покритие е от 5 до 100 microm.
Description
Област на техниката
Полезният модел се отнася до покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави и по-специално върху алуминиеви бутала или алуминиеви повърхности, работещи в условията на течно и гранично триене.
Предшестващо състояние на техниката
От US 5884600 е известно покритие върху полите на алуминиеви бутала за двигатели с вътрешно горене, което се състои от анодно покритие от алуминиеви оксиди, върху което е нанесен полимерен слой.
Недостатък на това известно анодно покритие от алуминиеви оксиди е, че повишава изходната грапавост на триещите се повърхности. Повърхности с повишена грапавост на покритието, върху които не е нанесен полимерен слой (канали за бутални пръстени и др.), води до влошаване на условията за течно, полутечно и гранично смазване, повишено абразивно износване при сработване на съвместно работещите повърхности (канали за бутален пръстен - бутален пръстен). Високите микронеравности по челото и огневия пояс на буталото прегряват и стават центрове на самовъзпламеняване поради наличието на полимерен слой, като предизвикват неправилно изгаряне на горивовъздушната смес и нагарообразуване.
В US 6951691 е описано конверсионно покритие върху изделия от алуминий и алуминиеви сплави, което се състои от тънък слой от смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2Fg.2H2O. Покритието е с дебелина 1-20 microm и представлява корозионноустойчив филм с добри сработващи и противозадиращи свойства. То работи като твърда смазка, а носещата му способност (стабилност към механична деструкция) се осигурява от неразтворени силициеви зърна, преминали от алуминиевата сплав в конверсионното покритие.
Недостатък на това известно покритие е, че големината на носещата му способност се определя от съдържанието на силиций в алуминиевата сплав (1 до 24 тегл. %), който остава в конверсионното покритие. Покритие върху детайли, изработени от алуминиева сплав с нис ко съдържание на силициеви зърна, има по-ниска носеща способност. Когато това покритие е приложено за алуминиеви бутала, то не може да служи като термична бариера и да предпазва от термично претоварване на онези области, които работят при повишена температура, като канали за компресионни пръстени, огневи пояс и чело.
Техническа същност на полезния модел
Предмет на полезния модел е противозадирно и корозионноустойчиво покритие върху детайли от алуминий или алуминиеви сплави, което има висока носеща способност независимо от съдържанието на силиций в алуминия или алуминиевата сплав.
Покритието върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави включва конверсионен филм, съставен от смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5Н2О и/или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O, като съгласно полезния модел конверсионният филм с дебелина от 2 до 20 microm е нанесен върху подложка от анодно покритие от алуминиеви оксиди.
Дебелината на анодното покритие е от 5 до 100 microm.
Методът за повърхностна обработка на алуминий и алуминиеви сплави се състои в първоначално нанасяне на анодно покритие от алуминиеви оксиди върху работните повърхности на детайлите и следваща химична обработка за превръщането на част от анодното покритие в конверсионен филм, съдържащ смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O.
Предимствата на покритието съгласно полезния модел се състоят в следното. Конверсионният филм от смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O и/или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O е нанесен върху термоустойчива подложка от А12О3, като двата слоя в комбинация представляват термобариера с носеща и противозадирна способност. Количеството и формата на силициевите зърна в алуминиевата сплав нямат определяща роля върху носещата способност на покритието. При химичната обработка за получаване на конверсионния филм работният разтвор прониква микрокапилярно по дълбочина на анодното покритие, където се получават смеси от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O или NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O, които играят ролята
1465 Ul на твърда смазка както при сработване, така и при установени режими на работа. Друго предимство на полезния модел е, че при химичната обработка се намалява височината на микронеравностите на анодното покритие, като върховете им се модифицират в твърда смазка и се избягва опасността от абразивно износване на съвместно работещите повърхности при сработване, както и намаляване на склонността към нагарообразуване или самовъзпламеняване на гориво-въздушната смес.
Пояснение на приложените фигури
Фигура 1. Резултати от рентгеноструктурен анализ на повърхност от алуминиева бутална сплав след нанасяне на покритие съгласно полезния модел.
Фигура 2. Трибологични изследвания за определяне на натоварването на триеща двойка от алуминиева сплав и чугун, при което течното и полутечно смазване преминава в гранично смазване: (а) - алуминиева бутална сплав с анодно покритие от А12О3; (б) - алуминиевата сплав с нанесено покритие съгласно полезния модел.
Фигура 3. Повърхностни профилограми: (а) - алуминиева бутална сплав с анодно покритие от А12О3; (б) - алуминиевата сплав с нанесено покритие съгласно полезния модел.
Примери за изпълнение на полезния модел
Пример. Пробни тела, изработени от алуминиева бутална сплав, се подлагат на анодиране в продължение на 45 min в сярнокисел електролит с концентрация 180 g/Ι при -2°С ± 1°С и плътност на анодния ток 4-6 A/dm2. Полученото анодно покритие е с дебелина 50 microm. След приключване на анодирането пробните тела се измиват с вода и се обработват във воден разтвор от 7 g/1 MgSiF6.6H2O и 3 g/1 NH4C1 в продължение на 5 min при работна температура 90°С. Полученото покритие се състои от подложка от анодно покритие от алуминиеви оксиди с дебе лина 50 microm, върху която е нанесен конверсионен филм, съставен от смес OTNH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O и смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O с дебелина 5 microm.
На повърхностния слой на едно от пробните тела е направен рентгеноструктурен анализ (фиг. 1), потвърждаващ наличието на конверсионен филм, съдържащ смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O, както и смес от NH4MgAlF6 и MgAl/^Hp.
На фиг. 2 са показани резултати от сравнителни трибологични изследвания за определяне на натоварването на триеща двойка от алуминиева сплав и чугун, при което течното и полутечно смазване преминава в гранично: (а) - алуминиева бутална сплав с анодно покритие от А12О3, (б) - алуминиевата сплав след обработка съгласно полезния модел. Двойката с алуминиева сплав, обработена съгласно полезния модел, понася по-високи натоварвания в условията на течно и полутечно смазване.
На фиг. 3 са показани получени на апарат Taylor Hobson профилограми от повърхности на: (а) - алуминиева бутална сплав с анодно покритие от А12О3, (б) - алуминиевата сплав след обработка съгласно полезния модел. В резултат на обработката височините на грапавините, получени след анодна обработка, са редуцирани, а върховете им са заоблени.
Claims (2)
- Претенции1. Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави, включващо конверсионен филм, съставен от смес от NH4MgAlF6 и MgAlF5.1.5H2O и/или смес от NH4MgAlF6 и MgAl2F8.2H2O, характеризиращо се с това, че конверсионният филм с дебелина от 2 до 20 microm е нанесен върху подложка от анодно покритие от алуминиеви оксиди.
- 2. Покритие съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че дебелината на подложката от анодното покритие е от 5 до 100 microm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG1962U BG1465U1 (bg) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG1962U BG1465U1 (bg) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG1465U1 true BG1465U1 (bg) | 2011-07-29 |
Family
ID=45877087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG1962U BG1465U1 (bg) | 2011-04-07 | 2011-04-07 | Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG1465U1 (bg) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5884600A (en) * | 1998-02-20 | 1999-03-23 | General Motors Corporation | Aluminum bore engine having wear and scuff-resistant aluminum piston |
| US6951691B2 (en) * | 1999-04-28 | 2005-10-04 | Suzuki Motor Corporation | Surface treatment method |
-
2011
- 2011-04-07 BG BG1962U patent/BG1465U1/bg unknown
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5884600A (en) * | 1998-02-20 | 1999-03-23 | General Motors Corporation | Aluminum bore engine having wear and scuff-resistant aluminum piston |
| US6951691B2 (en) * | 1999-04-28 | 2005-10-04 | Suzuki Motor Corporation | Surface treatment method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3113643B2 (ja) | 磨耗及びスカッフィングに耐性を持つアルミニウム製ピストン及びアルミニウム製ボアを備えたエンジン | |
| JP5696351B2 (ja) | エンジン燃焼室構造 | |
| Li et al. | Preparation and properties of micro-arc oxidation self-lubricating composite coatings containing paraffin | |
| CN101839188A (zh) | 内燃机活塞和活塞表面处理方法 | |
| Xiang et al. | Microstructure and mechanical properties of ceramic coatings formed on 6063 aluminium alloy by micro-arc oxidation | |
| Wang et al. | Corrosion and wear resistant polyp-xylene composite coating on AZ31 magnesium alloy prepared by micro-arc oxidation and vapor deposition | |
| JP7396525B2 (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| Lesnevskiy et al. | Fretting wear of composite ceramic coating produced on D16 aluminum-based alloy using microarc oxidation | |
| CN107164662B (zh) | 铝系构件的表面结构 | |
| Iewkitthayakorn et al. | Anodizing parameters for superheated slurry cast 7075 aluminum alloys | |
| BG1465U1 (bg) | Покритие върху детайли от алуминий и алуминиеви сплави | |
| Vishnu et al. | Effect of hard anodizing and T6 heat treatment on the dry sliding wear behavior of AlSi10Mg fabricated by direct metal laser sintering | |
| CN110685814A (zh) | 内燃机 | |
| RU2137580C1 (ru) | Способ восстановления пар трения | |
| JP2012017742A (ja) | 複層被膜組成物が施された内燃機関のピストン | |
| Wu et al. | Novel structured anodic oxide films containing surface layers and porous sublayers showing excellent wear resistance performance | |
| JPH0278752A (ja) | 内燃機関用アルミニウム合金製ピストン | |
| RU2439211C1 (ru) | Способ обработки поршней двигателей внутреннего сгорания из алюминия, титана и их сплавов | |
| Kaur et al. | Mechanical Application of Lubricated Nano Porous Anodized Aluminium | |
| Yang et al. | Preparation of high pressure hard anodized aluminum oxide coating on 6061 aluminum alloy | |
| Wang et al. | Effect of current density on the wear resistance of ceramic coatings formed on 7075 aluminum alloy via microarc oxidation | |
| WO2022030476A1 (ja) | 金属部材 | |
| RU2361970C2 (ru) | Износостойкое композиционное покрытие и способ его получения | |
| US20140102905A1 (en) | Plated aluminum product | |
| Albdeiri et al. | Analysis of physical and mechanical properties of galvanicplasma wear-resistant coatings |