CN115466949A - 一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺 - Google Patents

一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，以解决现有技术中常规磷化后其销孔粗糙度≥Ra0.4的技术问题。包括下述步骤：S1：按照比例配置磷化液，并盖好盖板进行活化；S2：进行装夹；S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位；S4：将活塞吊入磷化槽后立即进行上下左右晃动，晃动时间≥10s，排除内腔积气；S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理；S6：石墨刷涂前使用高压清洗机清洗，清洗前关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。本发明磷化后仍能确保销孔粗糙度≤Ra0.4，具有积极的促进作用和非常广阔的应用前景。

Description

一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺
技术领域
本发明涉及一种磷化工艺，具体涉及一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺。
背景技术
随着发动机性能的日益提高，活塞所承受的燃气压力和惯性力不断增大，作为支承部分的销孔负荷显著增加，在最高燃烧压力下，活塞销轴和销孔都会发生弯曲变形，销孔处的应力分布主要取决于活塞销与销孔两者之间的变形是否相适应。理想的状态是活塞销与销孔变形一致，这样不会产生应力集中。
活塞销孔是与活塞销配合的装配面，在发动机运行的过程中，销与孔之间会产生各种摩擦，但这种摩擦正常工作条件下一般对发动机影响不大，活塞本体销孔粗糙度一般要求≤ Ra0.4；在高负荷运转的发动机中尤其是军品类，其销孔粗糙度要求更高，除本体外，销孔在经过磷化处理后仍要求其粗糙度≤Ra0.4，活塞本体销孔粗糙度一般在Ra0.2，常规磷化后其销孔粗糙度都≥Ra0.4，一般约Ra0.6，所以单独开发了这种磷化后仍能确保销孔粗糙度≤ Ra0.4的磷化工艺，在高负荷运转的情况下，销与孔的摩擦更易加剧，粗糙度过大易破坏接触面的润滑油膜，造成局部干摩，容易拉伤、挂花销孔表面，使销孔面应力过大，有可能造成销孔开裂、拉断甚至破坏发动机。
发明内容
本发明的目的在于提供一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，以解决现有技术中常规磷化后其销孔粗糙度≥Ra0.4，一般约Ra0.6的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，包括下述步骤：
S1：配制磷化液，按照比例将药剂在60℃～70℃热水中配制，并盖好盖板进行活化；
S2：活塞经高压清洗机清洗后，用专用夹具手动进行装夹，头部朝上，裙部朝下；
S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜15～30°；
S4：将活塞吊入磷化槽后需立即进行上下左右晃动；
S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗完成后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理；
S6：选用水基防锈液后需在防锈有效期内进行清洗和石墨刷涂，石墨刷涂前使用高压清洗机进行清洗，清洗前需关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。
进一步的，所述步骤S1中，使用的药剂为ENKUN-190A、ENKUN-190B、ENKUN-190C、ENKUN-190D、硝酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钙和碳酸镁。
进一步的，所述步骤S1中，活化的时间为6～12h。
进一步的，所述步骤S4中，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间2min再次晃动，排除内腔积气，避免影响粗糙度。
进一步的，所述步骤S5中，磷化温度为80～90℃，磷化时间为3～4min。
进一步的，所述步骤S5中，清洗时需配合使用水基防锈液进行防锈处理，并配合在水基防锈液保护期4～8h完成石墨刷涂，刷涂完成后再使用油基防锈油进行防锈，水基防锈液进行防锈可以避免脱脂剂的使用，保证销孔粗糙度在合格范围内，所以磷化后的清洗可以关闭脱脂剂进行，清洗后的洁净度也能达到后续工艺的需求。
进一步的，所述步骤S5中，溶液仅供磷化一批活塞，磷化数量≤300只，每筐抽检销孔粗糙度2只，当销孔粗糙度≥Ra0.35时需更换磷化槽液，重新配制溶液。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
(1)设计了一种全新的定位夹具，采用内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜15-30°，配合磷化时进行上下左右晃动，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间约2min再次晃动，避免因活塞内腔积气从销孔排出影响销孔粗糙度。
(2)设计药剂添加及溶液使用方案，添加药剂时需加热至60℃以上溶化并活化6-12h，每槽溶液仅供首次磷化时使用，过程抽检活塞销孔粗糙度2只/筐，按照这种方案进行磷化，销孔粗糙度较为稳定(≤Ra0.3)。
(3)磷化后镶圈防锈不再使用油基防锈油，改用水基防锈液配合后续高压清洗机清洗，关闭脱脂水箱，清洗纯水箱并更换纯水，避免两箱中的脱脂剂影响销孔粗糙度。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
实施例1：
1.1药剂原料：各原料用量如下表1所示：
表1实施例1药剂原料表
Figure BDA0003875658720000031
注：以上百分比为质量百分比，下同。
1.2实施步骤：
S1：配制磷化液，按照比例将药剂在60℃～70℃热水中配制，并盖好盖板进行活化；活化的时间为6h；
S2：活塞经高压清洗机清洗后，用专用夹具手动进行装夹，头部朝上，裙部朝下；
S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜15°；
S4：活塞吊入磷化槽后需立即进行上下左右晃动，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间约2min再次晃动，避免内腔积气从销孔排出，影响粗糙度；
S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化温度为80℃，磷化时间为3min，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗完成后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理，选用水基防锈液后需在防锈有效期内进行清洗和石墨刷涂，石墨刷涂前使用高压清洗机进行清洗，清洗时需配合使用水基防锈液进行4h的防锈清洗，并配合在水基防锈液保护期4h完成石墨刷涂，刷涂完成后再使用油基防锈油进行防锈；
S6：溶液仅供磷化一批活塞，磷化数量≤300只，每筐抽检销孔粗糙度2只，当销孔粗糙度≥Ra0.35时需重新配制溶液，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗前需关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。
实施例2：
2.1药剂原料：各原料用量如下表2所示：
表2实施例2药剂原料表
Figure BDA0003875658720000041
2.2实施步骤：
S1：配制磷化液，按照比例将药剂在60℃～70℃热水中配制，并盖好盖板进行活化；活化的时间为9h；
S2：活塞经高压清洗机清洗后，用专用夹具手动进行装夹，头部朝上，裙部朝下；
S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜20°；
S4：活塞吊入磷化槽后需立即进行上下左右晃动，晃动时间为10s，排除内腔积气，期间约2min再次晃动，避免内腔积气从销孔排出，影响粗糙度；
S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化温度为85℃，磷化时间为3.5min，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗完成后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理，选用水基防锈液后需在防锈有效期内进行清洗和石墨刷涂，石墨刷涂前使用高压清洗机进行清洗，清洗时需配合使用水基防锈液进行6h的防锈清洗，并配合在水基防锈液保护期6h完成石墨刷涂，刷涂完成后再使用油基防锈油进行防锈；
S6：溶液仅供磷化一批活塞，磷化数量≤300只，每筐抽检销孔粗糙度2只，当销孔粗糙度≥Ra0.35时需重新配制溶液，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，使用高压清洗机进行清洗，清洗前需关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。
实施例3：
3.1药剂原料：各原料用量如下表3所示：
表3实施例3药剂原料表
Figure BDA0003875658720000042
3.2实施步骤：
S1：配制磷化液，按照比例将药剂在60℃～70℃热水中配制，并盖好盖板进行活化；活化的时间为12h；
S2：活塞经高压清洗机清洗后，用专用夹具手动进行装夹，头部朝上，裙部朝下；
S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜30°；
S4：活塞吊入磷化槽后需立即进行上下左右晃动，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间约2min再次晃动，避免内腔积气从销孔排出，影响粗糙度；
S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化温度为90℃，磷化时间为4min，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗完成后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理，选用水基防锈液后需在防锈有效期内进行清洗和石墨刷涂，石墨刷涂前使用高压清洗机进行清洗，清洗时需配合使用水基防锈液进行8h的防锈清洗，并配合在水基防锈液保护期8h完成石墨刷涂，刷涂完成后再使用油基防锈油进行防锈；
S6：溶液仅供磷化一批活塞，磷化数量≤300只，每筐抽检销孔粗糙度2只，当销孔粗糙度≥Ra0.35时需重新配制溶液，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，使用高压清洗机进行清洗，清洗前需关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。
本发明设计了一种全新的定位夹具，采用内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜 15-30°，配合磷化时进行上下左右晃动，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间约2min再次晃动，避免因活塞内腔积气从销孔排出影响销孔粗糙度。还设计了药剂添加及溶液使用方案，添加药剂时需加热至60℃以上溶化并活化6-12h，每槽溶液仅供首次磷化时使用，过程抽检活塞销孔粗糙度2只/筐，按照这种方案进行磷化，销孔粗糙度较为稳定(≤Ra0.3)。并且磷化后镶圈防锈不再使用油基防锈油，改用水基防锈液配合后续高压清洗机清洗，关闭脱脂水箱，清洗纯水箱并更换纯水，避免两箱中的脱脂剂影响销孔粗糙度。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于，包括下述步骤：
S1：配制磷化液，按照比例将药剂在60℃～70℃热水中配制，并盖好盖板进行活化；
S2：活塞经高压清洗机清洗后，用专用夹具手动进行装夹，头部朝上，裙部朝下；
S3：夹具通过活塞内冷油道进行定位，销孔面向内外两侧倾斜15～30°；
S4：将活塞吊入磷化槽后立即进行上下左右晃动；
S5：活塞装夹后在活化后的磷化液中进行磷化，磷化结束后吊入冷水槽进行清洗，清洗完成后选用水基临时防锈液进行高镍环防锈处理；
S6：选用水基防锈液后需在防锈有效期内进行清洗和石墨刷涂，石墨刷涂前使用高压清洗机进行清洗，清洗前需关闭脱脂水箱，清洗纯水箱更换纯水，避免脱脂水箱及纯水箱中脱脂剂影响销孔粗糙度。
2.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S1中，使用的药剂为ENKUN-190A、 ENKUN-190B、 ENKUN-190C、ENKUN-190D、硝酸、磷酸、氢氧化钠、碳酸钙和碳酸镁。
3.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S1中，活化的时间为6～12h。
4.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S4中，晃动时间≥10s，排除内腔积气，期间2min再次晃动，排除内腔积气，避免影响粗糙度。
5.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S5中，磷化温度为80～90℃，磷化时间为3～4min。
6.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S5中，清洗时需配合使用水基防锈液进行防锈处理，并配合在水基防锈液保护期4～8h完成石墨刷涂，刷涂完成后再使用油基防锈油进行防锈，水基防锈液进行防锈可以避免脱脂剂的使用，保证销孔粗糙度在合格范围内。
7.根据权利要求1所述的确保活塞销孔粗糙度≤Ra0.4的磷化工艺，其特征在于：所述步骤S5中，溶液仅供磷化一批活塞，磷化数量≤300只，每筐抽检销孔粗糙度2只，当销孔粗糙度≥Ra0.35时需更换磷化槽液，重新配制溶液。
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