CN101343768B - 活塞环功能性端面镀铬方法及专用夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种活塞环功能性端面镀铬方法，包括预去油、装夹、电解去油、水洗、入槽预热、反刻、镀铬、出槽漂洗、卸夹等步骤。本发明还提供了一种镀铬方法所用的专用夹具，该夹具包括导电杆、提杆、中心导电圆块及装环圈构成，导电杆的一端均与中心导电圆块相连，另一端各连接一只装环圈，提手的一端也与中心导电圆块连接。本发明具有如下优点：1、活塞环与镀铬夹具的装、卸方便快捷，生产效率高；2、工艺流程简单实用，加工控制难度小；3、同片环铬层均匀性好，镀铬层厚度可确保在0.02～0.025mm之间；同时整批性铬层厚度稳定，同片环整个端面的铬层均匀性可确保≤0.005mm。

Description

活塞环功能性端面镀铬方法及专用夹具

技术领域

本发明涉及一种活塞环的镀铬方法及其专用夹具，特别是一种活塞环功能性端面镀铬方法及专用夹具。

背景技术

在活塞环制造过程中，活塞环端面一般只进行磷化处理，有少量环为达到装饰效果也进行镀铬处理，但该镀铬层厚度只有1-5μm，只能起到装饰及防锈功能。随着内燃机向着高负荷、大功率方向发展，对活塞环端面的耐冲击性、耐磨性提出更高的要求，为此内燃机设计师提出对活塞环端面进行功能性镀铬，所谓功能性镀铬是指铬层厚度达到0.02mm以上，具有一定耐磨性的硬铬镀层。而如采用原装饰镀铬方案，虽延长镀铬时间会增加铬层厚度，但会产生铬层厚度均匀性差(铬层厚度差达到0.02mm以上)、活塞环内侧铬瘤毛刺严重及铬层结合强度差等问题，严重影响了该类活塞环的加工成品率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种工艺简单。镀层均匀的活塞环功能性端面镀铬方法。

本发明的另一目的是提供一种上述镀铬方法所用的专用夹具。

技术方案：本发明所述的活塞环功能性端面镀铬方法，包括如下步骤：

1、预去油：采用脱脂剂对活塞环进行清洗，除去油污及表面杂质；

2、装夹：将经过预去油的活塞环装入镀铬夹具，并装好阴极保护垫环；

3、电解去油：将活塞环置于电解液中进行电解；

4、水洗；    

5、入槽预热；

6、反刻：电流密度D_A＝5～10A/dm²，温度58～62℃，时间20～40s；

7、镀铬：电流密度Dk＝30～40A/dm²，温度58～62℃，时间30～40min；

8、出槽漂洗；

9、卸夹。

其中，步骤1中所采用的脱脂剂为市售脱脂剂，如XH-35D脱脂剂(上海祥和磷化有限公司生产)，用量为20～30g/l。

步骤3中的电解条件是：阴极电流密度Dk＝2～20A/dm²，温度70～80℃，时间3～5min；每升电解液中含有以下组分：Na₂CO₃：40～80g、Na₃PO₄：30～60g、脱脂剂：20～30g。前述脱脂剂为市售脱脂剂。

步骤4中采用流动水对经电解去油后的活塞环漂洗。

步骤5中入槽预热的时间10～30s。

步骤5-步骤7均在镀铬液中进行，每升镀铬液中含有以下组分：CrO₃：160～200g、H₂SO₄：1.6～2.0g、H₂SiF₆：2～6g。

根据镀铬电镀磁力线分布原理，为保证镀铬层的均匀性，本发明专门设计制作了镀铬夹具，该镀铬夹具由导电杆、提杆、中心导电圆块及装环圈构成，导电杆的一端均与中心导电圆块相连，另一端各连接一只装环圈，提手的一端也与中心导电圆块连接。每根导电杆从导电圆块到装环圈之间的距离相同。

本发明对镀铬夹具的绝缘部位也进行了合理的设置，所有导电杆及提杆均涂有绝缘漆。同时根据镀铬阴极保护原理，在待镀环装入装环圈内后，再在待镀环的内侧加装阴极保护垫环。

有益效果：本发明具有如下优点：1、活塞环与镀铬夹具的装、卸方便快捷，生产效率高。2、工艺流程简单实用，加工控制难度小。3、同片环的铬层均匀性好，镀铬层厚度可确保在0.02～0.025mm之间。4、整批性铬层厚度稳定，同片环整个端面的铬层均匀性可确保≤0.005mm。

附图说明

图1是本发明功能性端面镀铬专用夹具的结构示意图。

图2是本发明的装环圈及阴极保护垫环结构示意图。

具体实施方式

实施例1：所述的活塞环功能性端面镀铬方法，包括以下步骤：

1、预去油：采用市售的XH-35D脱脂剂(上海祥和磷化有限公司)20g/l对活塞环进行清洗，除去油污及表面杂质。

2、装夹：将经过预去油的待镀活塞环装入镀铬夹具，并装好阴极保护垫环。

3、电解去油：将镀洛夹具浸入电解液中，每升电解液中含有以下组分和重量：

Na₂CO₃：40g、Na₃PO₄：30g、XH-35D脱脂剂：20g。

电解条件为：阴极电流密度Dk＝2A/dm²、温度：70℃、时间：3min。

4、水洗：采用流动水对经电解后的镀铬夹具进行漂洗。

5、入槽预热10s。

6、反刻：电流密度D_A＝5A/dm²，温度58℃，时间20s。

7、镀铬：电流密度Dk＝30A/dm²，温度58℃，时间30min。

8、出槽漂洗。

9、卸夹：将活塞环从镀铬夹具中取出。

其中步骤5-7均在镀铬液中进行，每升镀铬液中含有以下物质：

CrO₃：160g、H₂SO₄：1.6g、H₂SiF₆：2g。

对所得的活塞环端面铬层进行检测：铬层厚度0.02～0.025mm，同一片环铬层厚度差0.005mm，镀层光亮细致，铬层平均硬度HV_0.1867，结合强度良好。

实施例2：

1、预去油：采用市售XH-35D脱脂剂(上海祥和磷化有限公司)30g/l对活塞环进行清洗，除去油污及表面杂质。

2、装夹：将经过预去油的待镀活塞环装入镀铬夹具，并装好阴极保护垫环。

3、电解去油：将镀洛夹具浸入电解液中，每升电解液中含有以下物质。

Na₂CO₃：80g、Na₃PO₄：60g、XH-35D脱脂剂：30g。

电解条件为：阴极电流密度Dk＝20A/dm²温度：80℃时间：5min。

4、水洗：采用流动水对经电解后的镀铬工装进行漂洗。

5、入槽预热30s。

6、反刻：电流密度D_A＝10A/dm²，温度62℃，时间40s。

7、镀铬：电流密度Dk＝40A/dm²，温度62℃，时间40min。

8、出槽漂洗。

9、卸夹。

其中步骤5-7均在镀铬液中进行，每升镀铬液中含有以下物质：

CrO₃：200g、H₂SO₄：2.0g、H₂SiF₆：6g。

对所得的活塞环端面铬层进行检测：铬层厚度0.02～0.025mm，同一片环铬层厚度差0.005mm，镀层光亮细致，铬层平均硬度HV_0.1867，结合强度良好。

本发明制作的专用夹具如图1所示，由提杆1、导电杆2、中心导电圆块3和装环圈4构成，导电杆2的一端均与中心导电圆块3相连，另一端各连接一只装环圈4，每根导电杆

从导电圆块到装环圈之间的长度相同。提手1本身也起导电杆的作用，其一端与中心导电圆块相接。导电杆和提杆上可能浸入镀液的部分均涂有绝缘漆。

上述镀铬夹具在具体使用时，对需要进行功能性端面镀铬的活塞环采用双片装架。即将其中一片活塞环不镀铬的一侧端面与另一片不镀铬的一侧端面采用两两相对安装，两片环开口错开；把需镀铬的一侧端面两两向外。在两片活塞环的内侧再安装一片宽度等于二片活塞环厚度的阴极保护垫环5，该垫环不挖内槽，径向厚度≤3MM，开口间隙≤0.05MM，以保护内圆面无镀铬层，同时该阴极保护垫环的开口与上述二片活塞环的开口再错开。

Claims (4)

1.一种活塞环功能性端面镀铬方法专用夹具，其特征是：它包括提杆(1)、导电杆(2)、中心导电圆块(3)及装环圈(4)，导电杆(2)的一端均与中心导电圆块(3)相连，另一端各连接一只装环圈(4)，提杆(1)的一端也与中心导电圆块(3)连接；其中所述的活塞环功能性端面镀铬方法包括如下步骤：

(1)预去油：采用脱脂剂对活塞环进行清洗，除去油污及表面杂质；

(2)装夹：将经过预去油的活塞环装入镀铬夹具，并装好阴极保护垫环；

(3)电解去油：将活塞环置于电解液中进行电解；

(4)水洗；

(5)入槽预热；

(6)反刻：电流密度D_A＝5～10A/dm²，温度58～62℃，时间20～40s；

(7)镀铬：电流密度Dk＝30～40A/dm²，温度58～62℃，时间30～40min；

(8)出槽漂洗；

(9)卸夹。

2.根据权利要求1所述的活塞环功能性端面镀铬方法专用夹具，其特征是：每根导电杆(2)从中心导电圆块(3)到装环圈(4)之间的距离相同。

3.根据权利要求1或2所述的活塞环功能性端面镀铬方法专用夹具，其特征是：导电杆(2)和提杆(1)均涂有绝缘漆。

4.根据权利要求1或2所述的活塞环功能性端面镀铬方法专用夹具，其特征是：在待镀环装入装环圈(4)内后，在待镀环的内侧加装阴极保护垫环(5)。

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