CN103710663A - 活塞裙部再制造的方法及活塞 - Google Patents

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刘明
王海军
姜祎
但伟
闫耀东
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Abstract

本发明涉及一种活塞裙部再制造的方法及活塞，所述方法包括基体预处理步骤，用于清除基体表面的油脂和灰尘；安装卡具步骤，安装卡具只露出待喷的活塞裙部；一次或多次喷涂步骤，在活塞裙部表面制备涂层；涂层后加工步骤，通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。该方法是采用超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备镍铝复合涂层。本发明可再制造因活塞裙部磨损而报废的活塞，或解决气缸内壁尺寸加大后活塞失配的问题，使活塞裙部在按照实际需要恢复或加大尺寸的同时，提高活塞裙部的表面强度和耐磨损性，延长使用寿命，提高再制造性，减少修复周期，节约能源、经费和劳力。

Description

活塞裙部再制造的方法及活塞
技术领域
本发明涉及发动机活塞再制造领域，特别涉及一种活塞裙部再制造的方法及活塞。
背景技术
活塞是发动机的关键零部件之一。活塞裙部对活塞主要起导向、传热作用，并承受来自曲柄连杆机构的侧向推力。发动机工作时，活塞裙部将受到很大的机械负荷和热负荷，使得活塞裙部变形，如气体压力使得活塞顶在销座跨度内发生弯曲，导致裙部部位扩张变形，同时使得活塞裙部有上部收缩下部向外扩张的趋势；在侧推力作用下，裙部垂直销座方向被压扁，销座轴向裙部尺寸伸长；热负荷则使活塞裙部上部的膨胀大于下部的膨胀。活塞裙的变形导致裙部与气缸套将产生不利的接触状态，只有裙部的上下边缘与气缸壁接触，容易造成润滑状态恶化，裙部磨损严重，甚至出现拉缸现象。
现有技术在维修时，若活塞裙部出现磨损，只能报废，没有有效的尺寸恢复方法；若气缸套内壁磨损，则通过镗缸去除损伤部位，然后专门选配尺寸加大且与之匹配的活塞和活塞环，但是这种加大的活塞也只能从生产厂家订购新品，也没有在标准尺寸或待修复品上加大尺寸的方法。另外活塞生产厂家在生产活塞时因为裙部超差有0.2～0.3%的报废率，目前没有活塞裙部尺寸恢复或加大的方法。
公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种恢复或加大活塞裙部尺寸的方法，它能在按照实际需要恢复或加大活塞裙部尺寸的同时，提高活塞裙部的表面强度和耐磨损性，延长使用寿命，提升再制造性。
为解决上述问题，本发明采用超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备镍铝复合涂层。
根据本发明的一个方面，提供一种活塞裙部再制造的方法，所述方法包括以下步骤：基体预处理步骤，用于清除基体表面的油脂和灰尘；安装卡具步骤，安装卡具只露出待喷的活塞裙部；一次或多次喷涂步骤，在活塞裙部表面制备涂层；涂层后加工步骤，通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。
优选地，所述基体预处理步骤还包括在清除基体表面的油脂和灰尘之前，对待修复的活塞进行去除损伤处理。对于新品不必进行此处理。
优选地，在所述基体预清理步骤中清除基体表面的油脂和灰尘之后，或者在安装卡具步骤之后，包括使待喷涂表面粗糙化的粗化处理。
优选地，所述涂层后加工步骤包括在磨削加工之前的封孔处理，在喷涂完毕后立即用树脂对涂层进行封孔处理。例如可以使用环氧树脂或酚醛树脂。
优选地，所述喷涂步骤采用超音速等离子喷涂技术制备涂层。
优选地，所述涂层的材料为镍铝复合粉末或镍铬铝复合粉末。
优选地，所述活塞裙部由铝合金或者铸铁制成。
可选地，所述涂层厚度在0.1～0.4mm。
可选地，在所述喷涂步骤之前包括预热步骤，对基体进行预加热。
根据本发明的另一方面，提供一种活塞，其特征在于，具有通过再制造方法加工过的活塞裙部，所述活塞裙部具备涂层。
本发明通过采用超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备镍铝复合涂层，可实现磨损活塞裙部的尺寸恢复，避免到厂家生产、订购专门与镗磨修复后的气缸套匹配的尺寸加大的活塞。另外还可为活塞生产厂家对超差的活塞裙部恢复尺寸提供技术途径。这种方法简单，提高了裙部耐磨性，提升了活塞裙部的再制造性和重复利用率，减少了零件修复周期，降低了报废率，节约了能源、经费和劳力。
附图说明
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。
图1为根据本发明一个实施例的活塞裙部再制造方法的流程图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
作为本发明的一种实施方式，采用超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备镍铝复合涂层。超音速等离子喷涂技术是热喷涂技术的一种，它具有焰流温度高，喷涂粒子飞行速度高的特点，可喷涂材料广泛、涂层致密、与基体的结合强度高。利用等离子焰（非转移型等离子弧）将引入的喷涂粉末加热到熔融或半熔融状态，并在等离子焰的作用下，高速度地撞击到经处理过的基材表面上，然后摊平、铺展，最终形成具有层片状结构的涂层。
镍铝复合粉末或者镍铬铝复合粉末是一种常用的耐磨、耐蚀、高粘结性，且有较好韧性的喷涂材料。活塞的材料可以是铝合金或者是铸铁，优选地是铝合金，其对镍铝复合材料的润湿性好。涂层厚度可以在0.1～0.4mm的范围内，有较高的结合强度。
采用超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备镍铝复合涂层包括基体预处理步骤，用于清除基体表面的油脂和灰尘。对于待修复的活塞还需要在清除油脂和灰尘之前进行去除损伤处理，一般采用磨削加工，而对于新品则不必进行此处理。可以在清除油脂和灰尘之后进行粗化处理，通常采用喷砂法粗化，也可采用其它方法粗化。或者在安装了卡具之后进行粗化处理，只对待喷涂部位（即活塞裙部）粗化，对其它部位进行保护，避免损伤。
还包括安装卡具步骤，安装卡具只露出待喷的活塞裙部。卡具起到保护和固定的作用。
之后进行一次或多次喷涂步骤，在活塞裙部表面制备涂层。可根据涂层的厚度选择喷涂的次数，对于涂层较厚的情况可进行多次喷涂。
喷涂之后进行涂层后加工步骤，例如通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。
将参照附图说明本发明的具体实施例。参照图1，根据本发明的一个实施例，活塞裙部再制造的方法包括以下步骤：基体预处理步骤S10，用于清除基体表面的油脂和灰尘，在本实例中通过空烧（150℃×120min）或用脱脂溶剂彻底清除活塞表面的油脂和灰尘。本是实施例中的基体为某发动机活塞，材料为LD8锻造铝合金。
接下来是安装卡具步骤S20，制作卡具保护活塞环槽和活塞销孔，侧面只露出待喷的裙部。利用卡具将活塞固定在卡盘上，以便进行后续的喷涂步骤。
在喷涂步骤S30中，通过超音速等离子喷涂技术在活塞裙部表面制备涂层。先用超音速等离子焰流把活塞预热到150℃，然后开始送粉，实施喷涂。本实施例中涂层厚度为0.25mm，预留了0.1～0.15mm的后加工余量。喷涂参数如下：
主气（Ar）流量：3.2m3/h
次气（H2）流量：0.25m3/h
载气（N2）流量：0.6m3/h
工作电压：140V
工作电流：380A
喷涂距离：120～150mm
送粉量：35g/min
涂层材料：镍包铝复合粉末，牌号KF-2F，粒度-300～+400目。
最后是涂层后加工步骤S40，通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。
此外，为了使涂层的效果更好，可以在基体预处理之前对基体进行粗化处理，例如用36目的刚玉砂均匀喷砂粗化处理，然后进行清洗。也可以在安装卡具之后，只对待喷涂的部分进行粗化处理，例如用36目的刚玉砂均匀喷砂粗化处理，然后用压缩空气将基体表面吹净。
涂层厚度可以在0.1～0.4mm之间，若需要的涂层较厚，则可分多次实施喷涂，防止一次喷涂时间太长，基体过热。
此外，在喷涂步骤之后，可以进行封孔处理，例如喷涂完毕后立即用环氧树脂或酚醛树脂对涂层进行封孔处理，封孔时必须在喷涂结束后，基体未冷却前实施，这样封孔的效果最佳。然后在进行涂层后加工，通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。
活塞与气缸套之间通过活塞环摩擦配副，在活塞运动时裙部起导向作用。因而裙部与气缸套之间的配合精度要求比活塞环槽部高，即对于大修后气缸套内径尺寸加大的情况，当配合公差在一级维修的范围内时，只要在标准活塞裙部涂覆涂层加大该部分的尺寸，就可满足工作需要。对于生产时因裙部超差报废的活塞，也可通过涂覆涂层，使尺寸恢复到工艺规范的要求，能够有效的降低制造成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
基体预处理步骤，用于清除基体表面的油脂和灰尘；
安装卡具步骤，安装卡具只露出待喷的活塞裙部；
一次或多次喷涂步骤，在活塞裙部表面制备涂层；
涂层后加工步骤，通过磨削加工，使活塞裙部达到工艺规范的要求。
2.如权利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述基体预处理步骤还包括在清除基体表面的油脂和灰尘之前，对待修复的活塞进行去除损伤处理。
3.如权利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，在所述基体预清理步骤中清除基体表面的油脂和灰尘之后，或者在安装卡具步骤之后，包括使待喷涂表面粗糙化的粗化处理。
4.如权利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述涂层后加工步骤包括在磨削加工之前的封孔处理，在喷涂完毕后立即用树脂对涂层进行封孔处理。
5.根据权利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述喷涂步骤采用超音速等离子喷涂技术制备涂层。
6.根据权利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述涂层的材料为镍铝复合粉末或镍铬铝复合粉末。
7.根据权利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述活塞裙部由铝合金或者铸铁制成。
8.根据权利要求4所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述树脂为环氧树脂或酚醛树脂。
9.根据权利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，在所述喷涂步骤之前包括预热步骤，对基体进行预加热。
10.一种活塞，其特征在于，包括如权利要求1-9所述的方法制造的活塞裙部，所述活塞裙部具备涂层。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104233159A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种锻造模具的再制造工艺
CN105336491A (zh) * 2015-12-03 2016-02-17 佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司 一种磁性机械零部件破损修复装置
CN106952344A (zh) * 2017-05-04 2017-07-14 西安新拓三维光测科技有限公司 一种用于再制造修复的破损模型解算方法
CN107503904A (zh) * 2017-07-28 2017-12-22 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 空压机的再制造方法
CN111379642A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中内凯思汽车新动力系统有限公司 一种活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1403710A (zh) * 2002-10-17 2003-03-19 任希文 活塞杆表面陶瓷硬化处理方法
JP2008261329A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Waertsilae Schweiz Ag ピストンリング溝をコーティングするための溶射方法、溶射ワイヤーの使用、および溶射層を有するピストン

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1403710A (zh) * 2002-10-17 2003-03-19 任希文 活塞杆表面陶瓷硬化处理方法
JP2008261329A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Waertsilae Schweiz Ag ピストンリング溝をコーティングするための溶射方法、溶射ワイヤーの使用、および溶射層を有するピストン

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
朱立群: "《材料表面现代防护理论与技术》", 30 April 2012, 西北工业大学出版社 *
王海军: "《热喷涂工程师指南》", 31 August 2010, 国防工业出版社 *
赵士钦等: "活塞表面处理技术综述", 《内燃机配件》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104233159A (zh) * 2014-09-12 2014-12-24 芜湖鼎瀚再制造技术有限公司 一种锻造模具的再制造工艺
CN105336491A (zh) * 2015-12-03 2016-02-17 佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司 一种磁性机械零部件破损修复装置
CN106952344A (zh) * 2017-05-04 2017-07-14 西安新拓三维光测科技有限公司 一种用于再制造修复的破损模型解算方法
CN107503904A (zh) * 2017-07-28 2017-12-22 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 空压机的再制造方法
CN107503904B (zh) * 2017-07-28 2019-01-29 潍柴动力(潍坊)再制造有限公司 空压机的再制造方法
CN111379642A (zh) * 2018-12-29 2020-07-07 中内凯思汽车新动力系统有限公司 一种活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞
CN111379642B (zh) * 2018-12-29 2021-09-21 中内凯思汽车新动力系统有限公司 一种活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞

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