CN105603360B - 车辆制动卡钳活塞制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆制动卡钳活塞制作方法和车辆制动卡钳活塞，属于工程部件技术领域。它解决了现有的制动钳活塞镀硬铬存在着污染环境严重的问题。本车辆制动卡钳活塞制作方法是按以下顺序步骤进行的：首先制作活塞本体，活塞本体外圆尺寸比卡钳活塞成品外圆尺寸小36～60μm；接着测量分组，对活塞本体外圆进行尺寸测量并按外圆尺寸大小分组；最后QPQ盐浴复合处理，按组对活塞本体进行QPQ盐浴复合处理；QPQ盐浴复合处理包括盐浴氮化、抛光和盐浴氧化；活塞本体外圆尺寸大小与QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化时间成反比。采用本车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞具有节能环保，生产成本低的优点。

Description

车辆制动卡钳活塞制作方法
技术领域
本发明属于工程部件技术领域，涉及一种车辆制动卡钳活塞，特别是一种车辆制动卡钳活塞制作方法。
背景技术
制动卡钳是制动系统核心部件之一，制动卡钳广泛地应用在车辆中，通过制动卡钳与制动盘之间相互作用产生制动力，制动卡钳通常固定于车辆的框架，制动盘固定于车轮。制动卡钳包括活塞和制动垫片，其在受压的流体作用下在支座内滑动，进而推动制动垫片与制动盘以摩擦方式产生制动力。关于制动卡钳的相关文献如中国专利文献记载的制动卡钳(授权公告号CN101595324B)。
卡钳活塞与相配置的油缸属于紧密配合，能往复滑动但不能在移动时造成制动液泄漏；因此，卡钳活塞外圆必须具有较高精度并耐磨。如图1所示，卡钳活塞成品的外圆尺寸是φ38.1+0.04。卡钳活塞包括活塞本体和镀在活塞本体表面的0.1～0.2mm厚的镀铬层；其相关方案如中国专利文献记载的制动钳活塞(授权公告号CN203248705U)。在实际生产中，在活塞本体表面镀铬后利用高精度磨床精磨达到所需的精度要求，利用高硬度的硬铬层达到所需的耐磨性。镀硬铬是一种传统的表面电镀技术，镀铬工艺使用的铬酸溶液，会产生含铬酸雾和废水，其六价铬离子的公害问题比氰化物的危害还大，并且难以消除，导致严重的环境污染问题。镀铬工艺沉积速度慢，镀0.2～0.3mm厚的镀层往往需要16～24小时，存在着生产周期长，生产效率低，生产成本高等问题。镀铬层容易存在微裂纹，不可避免产生穿透性裂纹，导致腐蚀介质从表面渗透至界面而腐蚀活塞本体，造成镀层表面出现锈斑甚至剥落。
发明内容
本发明提出了一种车辆制动卡钳活塞制作方法，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种既能制造出符合要求的车辆制动卡钳活塞，又具有污染小的车辆制动卡钳活塞制作方法。
本发明提出了一种车辆制动卡钳活塞，本发明要解决的技术问题是如何提出另一种既能制造出符合要求，又具有制造污染小的车辆制动卡钳活塞。
本发明的要解决的技术问题可通过下列技术方案来实现：本车辆制动卡钳活塞制作方法是按以下顺序步骤进行的：
首先制作活塞本体，活塞本体外圆尺寸比卡钳活塞成品外圆尺寸小36～60μm；
接着测量分组，对活塞本体外圆进行尺寸测量并按外圆尺寸大小分组；
最后QPQ盐浴复合处理，按组对活塞本体进行QPQ盐浴复合处理；QPQ盐浴复合处理包括盐浴氮化、抛光和盐浴氧化；活塞本体外圆尺寸大小与QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化时间成反比。
采用上述车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞包括活塞本体，活塞本体的外表面由内至外依次具有盐浴氮化层和盐浴氧化层。盐浴氮化层的厚度为15～25μm；盐浴氧化层的厚度为3～5μm。
本车辆制动卡钳活塞制作方法通过分组QPQ盐浴复合处理有效地保证车辆制动卡钳活塞成品精度符合设计要求。车辆制动卡钳活塞经过QPQ盐浴复合处理形成一层品质优良的致密的化合物层，能够高效地提高金属表面的硬度、致密性、从而使金属表面拥有良好的耐磨性能；通过试验测试证实采用本车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞的耐磨性完全符合要求。因而采用本车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞能保证车辆行驶安全。
与现有技术相比，QPQ盐浴复合处理技术的投资成本和能源消耗成本均不到镀硬铬技术的一半；QPQ盐浴复合处理技术处理成本只有镀硬铬技术的60％。车辆制动卡钳活塞经过QPQ盐浴复合处理耐腐蚀性是镀硬铬的70倍。QPQ盐浴复合处理是无公害，无污染、不含重金属的。因而采用本车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞具有节能环保，生产成本低的优点。
附图说明
图1是卡钳活塞的剖视结构示意图。
图中，1、活塞本体；2、盐浴氮化层；3、盐浴氧化层。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，卡钳活塞成品的外圆尺寸为
本车辆制动卡钳活塞制作方法是依次按制作活塞本体1、测量分组和QPQ盐浴复合处理顺序步骤进行的。
QPQ盐浴复合处理包括盐浴氮化、抛光和盐浴氧化。盐浴氮化的盐浴氮化层2厚度能控制在15～25μm；盐浴氧化的盐浴氧化层3厚度能控制在3～5μm。
活塞本体1采用低碳钢制成并采用冷挤压成型；活塞本体1外圆尺寸比卡钳活塞成品外圆尺寸小36～60μm；即活塞本体1外圆尺寸为活塞本体1可利用高精度磨床精磨达到所需的外圆尺寸。
对活塞本体1外圆进行尺寸测量并按外圆尺寸大小分组；分组数可根据实际情况确定。
按组对活塞本体1进行QPQ盐浴复合处理。具体来说，进行盐浴氮化之前先对活塞本体1按组依次按清洗、装框和预热顺序步骤进行预处理。清洗包括除油和去污。装框是将活塞本体1装入采用金属丝网制成的活塞QPQ处理框内，活塞本体1竖放，活塞QPQ处理框将活塞本体1分隔；该活塞QPQ处理框能减少活塞本体1在盐浴氮化时变形量。预热是将活塞QPQ处理框和装在活塞QPQ处理框内的活塞本体1一起放入预热炉内，预热炉的炉腔温度控制在350～420℃；预热时间为10～20分钟。预热主要用于除去活塞本体1上的水分，保证盐浴氮化处理的安全性。
预处理完成后进行盐浴氮化处理，盐浴氮化采用的氮化盐按重量百分比由如下成分组成：NaCNO 35～50％；KCNO 5～15％；LiCO3 3～10％；K2CO3 25～40％；K2S 0.01～0.05％。每次盐浴氮化处理之前先取样测定氮化盐液中的CN-、CNO-和CO3 -离子的浓度；若离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差超过5％，则添加相应的盐；该步骤能有效地保证活塞本体1盐浴氮化处理后形成的盐浴氮化层2厚度与工艺设计盐浴氮化层2厚度相符，进而保证车辆制动卡钳活塞成品的合格率。
盐浴氮化在盐浴氮化炉内进行；具体来说是将活塞QPQ处理框和装在活塞QPQ处理框内的活塞本体1一起从预热炉吊至盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的炉腔温度控制在560±10℃；时间控制在285～375分钟；在盐浴氮化过程中向盐浴氮化炉内通入氨气，用于提高氮化盐中氮离子活性，盐浴氮化炉内每1000Kg氮化盐，氨气流量为0.8～1.2升/分钟；按上述通入量标准执行既能最大程度地提高氮化盐中氮离子活性，又能节约氨气消耗量。
盐浴氮化时间根据离子的实际浓度和活塞本体1外圆尺寸确定；具体来说，活塞本体1外圆尺寸大小与盐浴氮化时间成反比，即活塞本体1外圆尺寸越小，盐浴氮化所需时间越长。若离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差在5％之内，通过调整盐浴氮化时间保证活塞本体1盐浴氮化处理后形成的盐浴氮化层2厚度，即离子的实际浓度小于工艺设计所需浓度，则通过延长盐浴氮化时间；误差越大，延长盐浴氮化时间越长；离子的实际浓度大于工艺设计所需浓度，则通过缩短盐浴氮化时间；误差越大，缩短盐浴氮化时间越长；由离子的实际浓度条件调整的时长不超过15分钟。
通过进一步阐述活塞本体1外圆尺寸与盐浴氮化时间关系说明活塞本体1外圆尺寸大小与QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化时间成反比；在此条件中设定为氮化盐液中的CN-、CNO-和CO3 -离子的实际浓度与工艺设计所需浓度相同。
实施例一
外圆尺寸(㎜) 盐浴氮化时间(小时)
第一组 φ38.064～φ38.072 6
第二组 φ38.072～φ38.080 5
实施例二
外圆尺寸(㎜) 盐浴氮化时间(小时)
第一组 φ38.064～φ38.068 6
第二组 φ38.068～φ38.072 5.7
第三组 φ38.072～φ38.076 5.3
第四组 φ38.076～φ38.080 5
活塞本体1从盐浴氮化炉内吊出后，直接放入水中冷却和清洗，用于去除附着在活塞本体1表面的氮化盐。清洗后的活塞本体1还需去除附着在活塞本体1表面的水。
活塞本体1在清洗和去水后进行抛光处理，抛光处理用于去除活塞本体1表面的疏松层，提高活塞本体1的精度和耐磨性。
活塞本体1在抛光后进行盐浴氧化处理，盐浴氧化处理采用的盐浴氧化盐按重量百分比由如下成分组成：NaNO2 30～60％；Na2CO3 1～10％；NaOH 30～50％。
每次盐浴氧化处理之前先取样测定盐浴氧化盐中的OH-和CO3 -离子的浓度；若离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差超过10％，则添加相应的盐。盐浴氧化处理是在盐浴氧化炉内进行，将活塞本体1放入盐浴氧化炉内，盐浴氧化炉的炉腔温度控制在370±10℃，时间控制在10～20分，若离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差不超过10％，则离子的实际浓度越高，盐浴氧化时间越短；反之，离子的实际浓度越低，盐浴氧化时间越长。
采用上述车辆制动卡钳活塞制作方法制作的车辆制动卡钳活塞包括活塞本体1，活塞本体1的外表面由内至外依次具有盐浴氮化层2和盐浴氧化层3。盐浴氮化层2的厚度为15～25μm；盐浴氧化层3的厚度为3～5μm。

Claims (5)

1.一种车辆制动卡钳活塞制作方法，其特征在于，车辆制动卡钳活塞制作方法是按以下顺序步骤进行的：
首先制作活塞本体(1)，活塞本体(1)外圆直径尺寸比卡钳活塞成品外圆直径尺寸小36～60μm；
接着测量分组，对活塞本体(1)外圆进行尺寸测量并按外圆尺寸从小到大分为多组；
最后QPQ盐浴复合处理，按组对活塞本体(1)进行QPQ盐浴复合处理得到卡钳活塞成品；QPQ盐浴复合处理包括盐浴氮化、抛光和盐浴氧化，盐浴氮化之后依次进行抛光和盐浴氧化处理；卡钳活塞成品包括活塞本体(1)，活塞本体(1)的外表面由内至外依次具有盐浴氮化层(2)和盐浴氧化层(3)，通过控制盐浴氮化层(2)的厚度使卡钳活塞成品精度符合设计要求；
在活塞本体(1)外圆尺寸大小不同的组中，在盐浴氮化采用的盐浴氮化炉中炉腔温度为560±10℃，盐浴氮化采用的氮化盐中CN-、CNO-和CO3 -离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差在5％之内条件下，活塞本体(1)外圆尺寸大小与QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化时间成反比用于控制盐浴氮化层(2)的厚度；
在活塞本体(1)外圆尺寸大小相同的组中，且在盐浴氮化采用的盐浴氮化炉中炉腔温度为560±10℃，盐浴氮化采用的氮化盐中CN-、CNO-和CO3 -离子的实际浓度与工艺设计所需浓度之间误差在5％之内条件下，氮化盐中CN-、CNO-和CO3 -离子的实际浓度与QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化时间成反比用于控制盐浴氮化层(2)的厚度。
2.根据权利要求1所述的车辆制动卡钳活塞制作方法，其特征在于，所述QPQ盐浴复合处理中进行盐浴氮化之前先对活塞本体(1)按组依次按清洗、装框和预热顺序步骤进行预处理。
3.根据权利要求2所述的车辆制动卡钳活塞制作方法，其特征在于，所述装框是将活塞本体(1)装入采用金属丝网制成的活塞QPQ处理框内，活塞本体(1)竖放，活塞QPQ处理框将活塞本体(1)分隔。
4.根据权利要求2所述的车辆制动卡钳活塞制作方法，其特征在于，所述预热是将活塞QPQ处理框和装在活塞QPQ处理框内的活塞本体(1)一起放入预热炉内，预热炉的炉腔温度控制在350～420℃；预热时间为10～20分钟。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的车辆制动卡钳活塞制作方法，其特征在于，QPQ盐浴复合处理中盐浴氮化采用的氮化盐按重量百分比由如下成分组成：NaCNO 35～50％；KCNO5～15％；LiCO3 3～10％；K2CO3 25～40％；K2S 0.01～0.05％。
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