CN102127761B - 一种内燃机活塞环表面的硅烷处理工艺 - Google Patents

一种内燃机活塞环表面的硅烷处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内燃机活塞环表面的硅烷处理工艺。这种工艺是在活塞环表面上形成一种超薄的均匀有机保护膜，硅烷膜的厚度为0.2-1微米。这种硅烷处理膜层与金属底材是化学键键合，覆膜与底材结合良好，防锈性能好、低能耗、无废气和废渣排放，是一种低碳环保工艺。

Description

一种内燃机活塞环表面的硅烷处理工艺
所属技术领域
本发明涉及的是一种在内燃机活塞环表面形成超薄(厚度0.2-1微米)的均匀有机保护膜的硅烷处理工艺。属内燃机活塞环技术领域。
背景技术
目前内燃机活塞环普遍采用磷化处理，在表面形成一层保护膜，磷化膜厚度一般为2-8微米，使其在周转和储存过程中不会产生锈蚀现象。现行的磷化工艺一般采用高温锰系、锌系、锌锰系和锌钙系工艺，处理温度达到80-95℃，需要采用电加热，或者采用燃油加热磷化液体，能耗很高；高温条件下，药品消耗量大，药剂成本较高；另外，蒸汽量大，即使采用排风系统，但出槽时，操作员仍不可避免地会吸入有害的气体，影响人体健康。人们一直在寻求解决问题的办法，如采用低温或常温的磷化工艺，但由于质量不稳定而放弃。
无论何种磷化工艺，均有P、Mn、Zn、Ni等基本化学成份，部分工艺还有[NO2]等成份，这些物质对土壤和水体危害极大，所以世界相关组织相继推出严格限制这些物质产生、应用、排放的法律法规。磷化废水虽然可以经过复杂的处理过程，使上述有害物质能够达到法律法规的要求排放，但处理的成本非常高，整套处理系统的设备和设施的投入多，电力消耗高，人工投入大，药剂消耗量很高。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的缺陷，提出一种在内燃机活塞环表面形成一种超薄的均匀有机保护膜的硅烷处理工艺。本发明的技术解决方案是：内燃机活塞环表面硅烷处理的工艺步骤依次为：一、取直径为15-420毫米的活塞环，在由PWC-401脱脂剂加水配制的质量浓度2-10％的脱脂液中，温度控制在30-80℃范围内，浸泡处理2-10分钟，再经过三道水洗；二、配制硅烷处理液，这种硅烷处理液由Si、O、C、H为主要元素组成的硅烷交联剂加水配制而成，其质量浓度为2-10％，温度控制在20-60℃范围内，将脱脂处理后的活塞环放置在硅烷处理液槽中浸泡处理2-10分钟，即可获得0.2-1微米厚的均匀覆膜，再经过水清洗；三、将经过硅烷处理的活塞环放置在烘干箱中，控制温度100-150℃的范围内，固化处理5-15分钟，使覆膜与金属底材形成稳定的共价键结构。
采用此发明的表面硅烷处理的活塞环，在完成上述的硅烷处理加工后，形成活塞环成品，其表面硅烷膜厚度在0.2-1微米范围内，并具有类似三维网状结构，均匀覆盖在金属底材表面，隔断金属底材与空气接触，防止腐蚀；活塞环直径在15-420毫米范围内。
本发明优点：硅烷处理膜层与金属底材经过化学键键合，结合性能良好，防锈性能好；能耗低，无须磷化处理工艺中的酸洗，表调和封闭工序，无须高功率的加热设备；环保性好，无废气和废渣排放，排放的废水中不含环境污染的磷、亚硝酸、重金属因子，不需要投入大量的人力和物力来处理废水。
具体实施方式
实施例1：
取直径15毫米活塞环，在240升脱脂槽中，在由PWC-401脱脂剂加水配制的质量浓度2％的脱脂液中，温度控制在30℃范围内，浸泡处理2分钟，再经过三道水洗；将脱脂处理后的活塞环放入250升的硅烷处理液槽中，硅烷处理液的质量浓度为2％，温度20℃，浸泡处理2分钟，再经过水清洗；将经过硅烷处理的活塞环放置在烘干箱中，控制温度100℃，固化处理5分钟，硅烷处理膜厚度为0.2-0.3微米范围内。
实施例2：
取直径150毫米活塞环，在240升脱脂槽中，在由PWC-401脱脂剂加水配制的质量浓度6％的脱脂液中，温度50℃，浸泡处理6分钟，再经过三道水洗；将脱脂处理后的活塞环放入250升的硅烷处理液槽中，硅烷处理液的质量浓度为6％，温度40℃，浸泡处理6分钟，再经过水清洗；将经过硅烷处理的活塞环放置在烘干箱中，控制温度125℃，固化处理10分钟，硅烷处理膜厚度为0.5-0.7微米范围内。
实施例3：
取直径420毫米活塞环，在240升脱脂槽中，在由PWC-401脱脂剂加水配制的质量浓度10％的脱脂液中，温度80℃，浸泡处理10分钟，再经过三道水洗；将脱脂处理后的活塞环放入250升的硅烷处理液槽中，硅烷处理液的质量浓度为10％，温度60℃，浸泡处理10分钟，再经过水清洗；将经过硅烷处理的活塞环置于烘干箱中，控制温度150℃，固化处理15分钟，硅烷处理膜厚度为0.8-1微米范围内。

Claims (2)

1.内燃机活塞环表面的硅烷处理工艺是一个多道工序的处理过程，其工艺步骤依次为：一、取直径为15-420毫米的活塞环，在由PWC-401脱脂剂加水配制的质量浓度为2-10％的脱脂液中，温度控制在30-80℃范围内，浸泡处理2-10分钟，再经过三道水洗；二、配制硅烷处理液，这种由Si、O、C、H为主要元素组成的硅烷交联剂加水配制而成的硅烷处理液，其质量浓度为2-10％，温度控制在20-60℃范围内，将脱脂处理后的活塞环产品放置在硅烷处理液的槽中浸泡处理2-10分钟，即可获得0.2-1微米厚的均匀覆膜，再经过水清洗；三、将经过硅烷处理的活塞环放置在烘干箱中，控制温度在100-150℃的范围内，固化处理5-15分钟，使覆膜与金属底材形成稳定的共价键结构。
2.该内燃机活塞环表面硅烷处理特点是表面硅烷处理膜的厚度在0.2-1微米范围内，该硅烷处理膜与金属底材是化学键键合，并具有类似三维网状结构，均匀覆盖在金属底材表面，隔断金属底材与空气接触，防止腐蚀；活塞环直径在15-420毫米范围内。
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