CN101886282A - 一种引擎汽缸的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种引擎汽缸的制作方法。包括以下步骤：去除铝合金缸体上的油、镍；以待处理的缸体作为阳极，使用磷酸溶液处理汽缸内壁；以待处理的缸体作为阴极，使用陶瓷液浸润汽缸内壁，使陶瓷液中的镍和SiC固定在汽缸内壁进行表面处理，使汽缸内壁披覆陶瓷层；将披覆有陶瓷层的汽缸珩磨、冲刷、清洗，得到汽缸。本发明制作方法工艺简单，陶瓷层的厚度仅为40～100μm，对汽缸的散热性基本没有影响，同时，陶瓷层硬度可达HV520~700，耐磨性好。汽缸驻油性、润滑性好，能够降低汽缸的磨合时间；制作工艺中使用的原料，对环境基本无污染。使用全封闭循环式处理汽缸内壁进行处理，处理液无外漏，对环境无污染，处理效率高。
Description
技术领域
本发明一种引擎汽缸的制作方法，特别涉及一种具有陶瓷层的引擎汽缸的制作方法。
背景技术
目前，大多数发动机车汽缸采用的全铸铁汽缸或铝合金汽缸。
在引擎运行中，活塞在汽缸内作高速往返运动，这要求引擎汽缸要有很好的耐磨性。
在引擎运行中，，还会产生大量的热，如果不及时散发出去，汽缸中的热累积，将会导致引擎过热，进而直接影响引擎的使用寿命。当引擎温度过高时，会大幅缩减引擎的寿命，甚至导致部分关键零件损坏，维修困难，成本高。如引擎汽缸过热，会导致引擎积碳现象，而当引擎积碳状况严重，则会影响燃烧室的压缩比，导致马力突降，甚至产生爆震。同时，积碳过多，亦将影响活塞之运动性与顺畅性。
以铸铁为汽缸本体的汽缸，硬度高，耐磨，但是较为笨重，散热性较差；铝合金汽缸重量轻、散热较好，本身虽然坚固但耐磨性差，因此必须结合铸铁衬套才能经得起引擎运转时的摩擦，但也因此使得汽缸的散热效果打了一点折扣。但是结合铸铁衬套的汽缸的制作工艺复杂，铸铁与铝合金之间界面结合的稳定性较差，同时还需要对汽缸内表面进行复合镀膜处理，对环境污染较大。
为此，人们开发了带有陶瓷耐磨层的引擎汽缸，但是这种汽缸的制作工艺同样复杂，效果也欠佳。
发明内容
为此，本发明提供一种简单的陶瓷汽缸制作方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种引擎汽缸的制作方法，包括以下步骤：
1) 去除铝合金缸体上的油、镍；
2) 以待处理的缸体作为阳极，使用磷酸溶液处理汽缸内壁，提高汽缸内壁对陶瓷层的吸附力；
3) 以待处理的缸体作为阴极，使用陶瓷液浸润汽缸内壁，使陶瓷液中的镍和SiC固定在汽缸内壁进行表面处理，使汽缸内壁披覆陶瓷层，所述陶瓷液为水性液体，含有8～15%的SiC、1～5%的硼酸、10～15%的水溶性镍盐；
4) 将披覆有陶瓷层的汽缸精密珩磨、冲刷、清洗，得到汽缸。
处理汽缸内壁时，磷酸溶液的质量浓度优选为15～20%，处理时间优选为10～20min。
陶瓷液的温度优选为50～70℃。
表面处理的电流密度优选为10～15A/dm2，电压优选为10～20V，处理时间优选为40～80min。
优选的对汽缸内壁进行表面处理时，全程采用全封闭式循环处理：将处理液置于PP槽内，通过隔膜泵将处理液从PP槽吸出，处理液流经汽缸壁时，在电极棒的作用下对汽缸壁内壁进行处理，处理液经隔膜阀回抽到PP槽内。
本发明制作方法工艺简单，陶瓷层的厚度仅为40～100μm，对汽缸的散热性基本没有影响，同时，陶瓷层的硬度可达HV520~700，具有很好的耐磨性。陶瓷层的表面具有很好的驻油性，润滑性好，能够降低汽缸的磨合时间；制作工艺中使用的原料，对环境基本无污染。
使用全封闭循环式处理汽缸内壁进行处理，处理液无外漏，处理过程中对环境无污染，处理效率高。
附图说明
图1是本发明实施例1的HV硬度图。
图2是本发明实施例1的珩磨前的金相图。
具体实施方式
一种引擎汽缸的制作方法，包括以下步骤：
1) 去除铝合金缸体上的油、镍；
2) 以待处理的缸体作为阳极，使用磷酸溶液处理汽缸内壁，提高汽缸内壁对陶瓷层的吸附力；
3) 以待处理的缸体作为阴极，使用陶瓷液浸润汽缸内壁，使陶瓷液中的镍和SiC固定在汽缸内壁进行表面处理，使汽缸内壁披覆陶瓷层，所述陶瓷液为水性液体，含有8～15%的SiC、1～5%的硼酸、10～15%的水溶性镍盐；
4) 将披覆有陶瓷层的汽缸精密珩磨、冲刷、清洗，得到汽缸。
处理汽缸内壁时，磷酸溶液的质量浓度优选为15～20%，处理时间优选为10～20min。
陶瓷液的温度优选为50～70℃。
表面处理的电流密度优选为10～15A/dm2，电压优选为10～20V，处理时间优选为40～80min。
优选的对汽缸内壁进行表面处理时，全程采用全封闭式循环处理：将处理液置于PP槽内，通过隔膜泵将处理液从PP槽吸出，处理液流经汽缸壁时，在电极棒的作用下对汽缸壁内壁进行处理，处理液经隔膜阀回抽到PP槽内。
下面结合实例，进一步说明本发明。
实施例1
1) 将铝合金缸体用质量浓度为4.7%的氢氧化钠溶液浸泡45～60秒，然后用质量浓度为54%的硝酸浸泡40～60秒，去除汽缸表面的油和镍；
2) 将汽缸与循环装置连接好，以缸体为阳极，内置钛管为阴极，电压20V，电流密度15A/dm2，通过隔膜泵将将质量浓度为20%的磷酸溶液从PP槽吸出，磷酸溶液自下而上循环流过汽缸内壁，处理10min，磷酸溶液经隔膜阀回抽到PP槽内；
3) 通过隔膜泵将将温度为60℃，含有11%SiC、5%硼酸、12%硫酸镍的陶瓷液从PP槽吸出，从缸体的一端流入，以缸体作为阴极，内置钛管为阳极，在电压为10V、电流密度为10A/dm2作用下，处理时间60min，将SiC与镍固定在铝合金汽缸的内壁上，陶瓷液经隔膜阀回抽到PP槽内；
4) 精密珩磨汽缸内壁、冲刷、清洗后，得到缸体。
经检测，陶瓷层的厚度为7.2μm，平均硬度为HV600。
实施例1的HV硬度图如图1所示。
图2是实施例1珩磨前的金相图，由图可知，陶瓷层厚度均匀，与缸体结合紧密。
实施例2
1) 将铝合金缸体用质量浓度为4.7%的氢氧化钠溶液浸泡45～60秒，然后用质量浓度为54%的硝酸浸泡40～60秒，去除汽缸表面的油和镍；
2) 将汽缸与循环装置连接好，以缸体为阳极，内置钛管为阴极，电压20V，电流密度10A/dm2，通过隔膜泵将质量浓度为17%的磷酸溶液从PP槽吸出，磷酸溶液自下而上循环流过汽缸内壁，处理15min，磷酸溶液经隔膜阀回抽到PP槽内；
3) 通过隔膜泵将温度为50℃，含有15%SiC、3%硼酸、15%氯化镍的陶瓷液从PP槽吸出，陶瓷液从缸体的一端流入，以缸体作为阴极，内置钛管为阳极，在电压为20V、电流密度为13A/dm2作用下，处理时间40min，将SiC与镍固定在铝合金汽缸的内壁上，陶瓷液经隔膜阀回抽到PP槽内；
4) 精密珩磨汽缸内壁、冲刷、清洗后，得到缸体。
经检测，陶瓷层的厚度为6.7μm，平均硬度为HV576。
实施例3
1) 将铝合金缸体用质量浓度为4.7%的氢氧化钠溶液浸泡45～60秒，然后用质量浓度为54%的硝酸浸泡40～60秒，去除汽缸表面的油和镍；
2) 将汽缸与循环装置连接好，以缸体为阳极，内置钛管为阴极，电压10V，电流密度15A/dm2，通过隔膜泵将质量浓度为20%的磷酸溶液从PP槽吸出，磷酸溶液自下而上循环流过汽缸内壁，处理10min，磷酸溶液经隔膜阀回抽到PP槽内；
3) 通过隔膜泵将温度为70℃，含有8%SiC、1%硼酸、10%硫酸镍的陶瓷液从PP槽吸出，陶瓷液从缸体的一端流入，以缸体作为阴极，内置钛管为阳极，在电压为10V、电流密度为15A/dm2作用下，处理时间80min，将SiC与镍固定在铝合金汽缸的内壁上，陶瓷液经隔膜阀回抽到PP槽内；
4) 精密珩磨汽缸内壁、冲刷、清洗后，得到缸体。
经检测，陶瓷层的厚度为8.1μm，平均硬度为HV610。
本发明陶瓷汽缸的陶瓷层的厚度仅为40～100μm，对汽缸的散热性基本没有影响，同时，陶瓷层的硬度可达HV520~700，具有很好的耐磨性。珩磨后，陶瓷层表面具有均匀的微孔，具有很好的驻油性，润滑性好，能够降低汽缸的磨合时间。
Claims (8)
1.一种引擎汽缸的制作方法，包括以下步骤：
1）去除铝合金缸体上的油、镍；
2）以待处理的缸体作为阳极，使用磷酸溶液处理汽缸内壁，提高汽缸内壁对陶瓷层的吸附力；
3）以待处理的缸体作为阴极，使用陶瓷液浸润汽缸内壁，使陶瓷液中的镍和SiC固定在汽缸内壁进行表面处理，使汽缸内壁披覆陶瓷层，所述陶瓷液为水性液体，含有8～15%的SiC、1～5%的硼酸、10～15%的水溶性镍盐；
4）将披覆有陶瓷层的汽缸精密珩磨、冲刷、清洗，得到汽缸。
2.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：磷酸溶液的质量浓度为15～20%。
3.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：步骤2）的处理时间为10～20min。
4.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：陶瓷液的温度为50～70℃。
5.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：步骤3）中，表面处理的电流密度为10～15A/dm2。
6.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：步骤3）中，表面处理的电压为10～20V。
7.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：步骤3）中，表面处理的时间为40～80min。
8.根据权利要求1所述的一种引擎汽缸的制作方法，其特征在于：对汽缸内壁进行表面处理时，全程采用全封闭式循环处理，所述全封闭式循环处理为：将处理液置于PP槽内，通过隔膜泵将处理液从PP槽吸出，处理液流经汽缸壁时，在电极棒的作用下对汽缸壁内壁进行处理，处理液经隔膜阀回抽到PP槽内。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104551532A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 福特全球技术公司 | 用于生产涂层孔表面——特别是气缸孔的涂层孔表面的方法 |
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| CN1072466A (zh) * | 1991-11-18 | 1993-05-26 | 荣成市内燃机厂 | 气缸内壁电镀镍-碳化硅工艺 |
| CN1144851A (zh) * | 1995-02-02 | 1997-03-12 | 皮奇尼铝公司 | 铝或铝合金工件面的涂层方法 |
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2010
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Patent Citations (3)
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| 《镀镍和镀铬新技术》 19900601 孙大梁等 《镀镍和镀铬新技术》 科学文献出版社 44、45、55、56 1-7 , * |
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