CN111024685B

CN111024685B - 一种检测溶液及铝活塞粘结力检测方法

Info

Publication number: CN111024685B
Application number: CN201911215911.5A
Authority: CN
Inventors: 卢维强
Original assignee: Sichuan Yulin Auto Parts Co ltd
Current assignee: Sichuan Yulin Auto Parts Co ltd
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2039-12-02
Also published as: CN111024685A

Abstract

本发明涉及一种检测溶液及利用这种检测溶液检测铝活塞粘结力的方法，所述检测溶液包浓硝酸和乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水。本发明所提供的一种在铝活塞粘结力检测中使用的检测溶液，成分简单便宜，购买方便。利用本发明的检测溶液煮沸铝活塞一小时后，铝活塞表面不变色，也不影响活塞裙部石墨涂层的粘结力，检测后的铝活塞可作为合格产品继续出售。在活塞生产后检测中大大减少了资源的浪费，也为活塞的生产厂家减少每年因报废品的损失，节约了大量资金。

Description

一种检测溶液及铝活塞粘结力检测方法

技术领域

本发明属于汽车零部件加工领域，更具体属于铝活塞的表面处理检测技术，涉及一种检测溶液及铝活塞粘结力检测方法。

背景技术

活塞则是汽车发动机的“中枢”，直接影响发动机工作的可靠性和耐久性。活塞在高温、高压、高速、润滑不良的条件下工作。活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损，还会产生附加载荷和热应力，同时受到燃气的化学腐蚀作用。

活塞裙部是活塞的重要组成部分，活塞裙部-缸套摩擦副的工作状况直接影响其功能的保障，活塞裙部-缸套系统是汽车发动机中最重要、工作条件最为苛刻的摩擦副之一，同时也是发动机中摩擦损失最大的摩擦副。随着发动机技术的发展，对活塞的要求越来越高，特别是活塞的裙部，要求在发动机起动和运转过程中，活塞裙部必须有自润滑功能，否则活塞寿命就很低。

而为了提高活塞的使用寿命,许多工业发达的国家，对活塞的表面强化处理进行了较深入的研究。活塞的表面强化处理分为强化活塞头部、环槽和裙部外圆三种,旨在防止活塞头部及环槽因高温产生的熔融、开裂、积炭及磨损，以及改善裙部与缸套的早期磨合性能。大部分采用了硬阳极氧化处理、电镀硬铁、镀锡、镀铅、喷涂石墨和二硫化钼等技术,还试验等离子喷涂及电镀环槽工艺,并开展了对铝石墨粒子电化学的相容性、激光辐射强化可能性和无电子涂层等研究。当发动机在冷机起动要求高时,油膜带常常被破坏,活塞裙部与缸套直接接触,可能产生拉伤,卡缸等现象。因此为降低活塞裙部的磨损，主要从两个方面解决：一是采用优化活塞的设计结构，二是使用涂层，优化活塞的摩擦学性能。早期在活塞裙部外圆上,敷以表面涂层、改善活塞早期磨合性能。活塞裙部表面涂层有镀锌、铜、硬铁,喷涂石墨、二硫化钼,浸锡、铅等。现代高速发动机和大功率发动机活塞中镀锡层的功能越来越小,基本上不再采用,减摩涂层主要选用石墨涂层，可以采用喷涂和丝网印刷两种办法。目前，在活塞领域为提高活塞裙部自润滑功能而进行处理的最有效的办法是利用丝网印刷在活塞的裙部印一层石墨。印刷完毕后要检测产品性能是否合格，即要检查石墨涂层与基体的粘结力是否达标，一般所采用的方法为将印刷并烧结好的活塞成品放在带有超声波的沸水中煮一小时，之后捞出水并冷却到常温，然后用专门的黏胶带来撕拆，看石墨涂层能否从基体上分离；或者其将冷却到常温状态的活塞用高压油来喷，看石墨层是否脱落。使用这种检查方法时存在着如下的不足：当铝活塞在沸水中煮一小时，铝合金活塞就变成灰黑色了，带有这种外观的活塞是不合格产品，最后只能报废。这样在整个产品生产阶段，就有很多工件报废，造成大的经济损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种在铝活塞粘结力检测中使用的检测溶液，利用本发明的检测溶液煮铝活塞一小时后，铝活塞表面不变色，也不影响活塞裙部石墨涂层的粘结力，可作为合格产品。还提供一种铝活塞粘结力检测方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种检测溶液，用于铝活塞粘结力检测中，所述溶液按每L体积计，包含4～6ml浓硝酸，4.5～6g乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水。

进一步，所述溶液按每L体积计，包含5ml浓硝酸，5g乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水。

进一步，本发明所使用的浓硝酸为质量分数为68％的浓硝酸；也可以按照其它质量分数的浓硝酸进行换算。

2.一种铝活塞粘结力检测方法，将铝活塞完全浸入检测溶液中煮沸1小时，取出冷至室温，再检测其粘结力；所述检测溶液按每L体积计，包含4～6ml浓硝酸，4.5～6g乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水。

进一步，将检测溶液加热煮沸后再放入带涂层的活塞，检测溶液高度要完全将活塞全部淹没；继续加热保持沸腾状态，活塞在溶液中加热一小时之后，停止加热，取出活塞，冷却到常温，再放在喷油试验机上检查涂层的粘结力。

进一步，所述涂层为石墨涂层。

本发明的有益效果在于：本发明所提供的一种在铝活塞粘结力检测中使用的检测溶液，成分简单便宜，购买方便。利用本发明的检测溶液煮沸铝活塞一小时后，铝活塞表面不变色，也不影响活塞裙部石墨涂层的粘结力，检测后的铝活塞合格品可作为成品继续出售。这提高了产品合格率，降低了生产成本。检测溶液还可以重复使用，检测pH值大于3后，补充配方中的浓硝酸和乙二胺四乙酸二钠即可。本发明所提供的铝活塞粘结力检测方法在活塞生产后检测中大大减少了资源的浪费，也为活塞的生产厂家减少每年因工件报废品的损失，节约了大量资金。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为直接沸水煮1小时的铝活塞，灰黑色；

图2为实施例2检测溶液沸水煮1小时的铝活塞，未变色；

图3为实施例3检测溶液沸水煮1小时的铝活塞，未变色；

图4为实施例4检测溶液沸水煮1小时的铝活塞，未变色；

图5为实施例5检测溶液沸水煮1小时的铝活塞，灰黑色；

图6为实施例6检测溶液沸水煮1小时的铝活塞，灰黑色。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1

铝活塞涂层粘结力测试方法：将带有印石墨涂层的活塞先在100℃的沸水中煮1小时，冷却到常温之后直接放在喷油试验机上检查。经过喷油试验机检测之后，直接看工件外观，如果印铁涂层片状脱落，则粘结力不合格，如果印铁涂层脱落状态为≤φ2mm的点状脱落，则粘结力合格。测试后活塞整个发灰黑，样品如图1所示。

铝活塞在沸水煮的过程中,发生了如下的反应:

4Al+3O₂＝2Al₂O₃

Al₂O₃的颜色是灰黑色，所以整个铝活塞就变成了灰黑色的。

实施例2

检测溶液：1L水中加入4ml浓硝酸(质量分数为68％)、5g乙二胺四乙酸二钠。

将检测溶液加热煮沸后再放入带有印石墨涂层的活塞，溶液高度要完全将活塞全部淹没；继续加热保持沸腾状态，活塞在溶液中加热一小时之后，停止加热，取出活塞，冷却到常温，再放在喷油试验机上检查石墨涂层的粘结力。样品如图2所示，铝活塞外观并未变色，还是明光锃亮，且最后测试未影响活塞裙部的石墨涂层粘结力，可以作为合格产品出售。

本发明在煮沸的水中加入适量的硝酸进行反应，Al₂O₃+6HNO₃＝2Al(NO₃)₃+3H₂O

生成的Al₂O₃被HNO₃中和了，铝活塞的外观又恢复了本来的面目，这种产品就可以作为合格品使用，减少生产过程中废品的产生，提高了合格率，降低生产成本。为了保证反应的平稳进行，必须加入乙二胺四乙酸二钠作为反应的络合剂。但是溶液里HNO₃量不能加过多，过多的HNO₃会进一步腐蚀铝基体，铝活塞也会变色并降低性能，产品也不合格。

经过多次试验，检测溶液的配方如下：1升水中加浓硝酸4～6ml，乙二胺四乙酸二钠4.5～6克均可，加完后pH值为1.5～2之间。

检测溶液可重复使用，检测pH值大于3后，补充配方中的浓硝酸和乙二胺四乙酸二钠即可。

实施例3

检测溶液：1L水中加入5ml浓硝酸(质量分数为68％)、5g乙二胺四乙酸二钠。

将带有印石墨涂层的活塞在沸腾的检测溶液中煮1小时，冷却到常温之后直接放在喷油试验机上检查石墨涂层的粘结力。

样品如图3所示，铝活塞外观并未变色，还是明光锃亮，且最后测试未影响活塞裙部的石墨涂层粘结力，可以作为合格产品出售。

实施例4

检测溶液：1L水中加入6ml浓硝酸(质量分数为68％)、6g乙二胺四乙酸二钠。

样品如图4所示，铝活塞外观并未变色，还是明光锃亮，且最后测试未影响活塞裙部的石墨涂层粘结力，可以作为合格产品出售。

实施例5

检测溶液：1L水中加入3ml浓硝酸(质量分数为68％)、5g乙二胺四乙酸二钠。

样品如图5所示，铝活塞外观呈灰黑色，但未影响活塞裙部的石墨涂层粘结力，只可以检测同批次产品的粘结力，但不能作为合格产品出售。

实施例6

检测溶液：1L水中加入10ml浓硝酸(质量分数为68％)、6g乙二胺四乙酸二钠。

样品如图6所示，铝活塞外观呈灰黑色，但未影响活塞裙部的石墨涂层粘结力，只可以检测同批次产品的粘结力，但不能作为合格产品出售。

本发明的粘结力检测方法简单有效，即不影响铝活塞裙部石墨印刷涂层的粘结力，有效防止了铝活塞在沸水中氧化变色。在活塞生产厂家的质量控制计划中规定，每生产500只活塞，就必须抽查至少一只活塞的粘结力，假如按每天15000只的生产量，每天就要抽查30只活塞，如果按照以前的工艺，30只活塞全部报废，按15元/只活塞计算，每天因为检查粘结力就要损失450元。每年因为检查粘结力就要损失15-20万元。现在用新的办法，每年不仅减少因报废品的损失，更是避免了资源的浪费。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种检测溶液在用于铝活塞涂层粘结力检测中的应用，其特征在于，所述检测溶液按每L体积计，包含4~6ml浓硝酸，4.5~6g乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水；具体的检测方法为：将铝活塞放入检测溶液中煮沸1小时，取出冷至室温，再检测其粘结力。

2.根据权利要求1所述的检测溶液在用于铝活塞涂层粘结力检测中的应用，其特征在于，所述溶液按每L体积计，包含5ml浓硝酸，5g乙二胺四乙酸二钠，溶剂为水。

3.根据权利要求1或2所述的检测溶液在用于铝活塞涂层粘结力检测中的应用，其特征在于，所述浓硝酸为质量分数为68%的浓硝酸。

4.一种铝活塞涂层粘结力检测方法，其特征在于，将带有涂层的铝活塞放入权利要求1-3任一项所述的检测溶液中煮沸1小时，取出冷至室温，再检测其涂层粘结力。

5.根据权利要求4所述的铝活塞涂层粘结力检测方法，其特征在于，将检测溶液加热煮沸后再放入带涂层的铝活塞，检测溶液高度要完全将铝活塞全部淹没；继续加热保持沸腾状态，铝活塞在溶液中加热一小时之后，停止加热，取出铝活塞，冷却到常温，再放在喷油试验机上检查涂层的粘结力。

6.根据权利要求4所述的铝活塞涂层粘结力检测方法，其特征在于，所述涂层为石墨涂层。