铝活塞喷涂石墨技术

经原镀铬工艺处理的BV16M640型柴油机活塞顶的实际运行时间只有5000～8000h左右;经激光处理的活塞顶已在柴油机发电厂实际装机运行,环槽磨损量小于12 m/1000h的技术指标,预计实际运行时间可达上万小时。

4　结论

经激光硬化处理的BV16M640型柴油机活塞顶环槽,硬度达750HV,硬化层深度0.5mm,金相组织为极细的针状马氏体和残余奥氏体。环槽具有良好的耐磨性,比经原镀铬工艺处理的环槽的耐磨性有较大的提高。

参考文献

1.　王家金.激光加工技术.北京:中国计量出版

社,1992

2.　闫毓禾,钟敏霖.高功率激光加工及其应用.

天津:天津科学技术出版社,1994

3.刘家浚.材料磨损原理及其耐磨性.北京:清华

大学出版社,1993

4.高彩桥.摩擦金属学.哈尔滨:哈尔滨工业大学

出版社,1988

铝活塞喷涂石墨技术

湖北活塞厂　解瑞店

1　绪言

内燃机铝活塞裙部喷石墨、顶部硬质阳极氧化、横槽镶耐磨圈乃当今三大高科技高附加值专项技术。近年国内各专业活塞厂竞相成立专班、拨专款立项开发,以满足主机日益发展的需要。

继开发镶圈活塞及快速硬质阳极氧化之后,我们又研制成功了喷涂石墨工艺技术,且自行研制了一条半自动生产线,使表面处理、喷涂、烧结冷却等全过程实现流水作业。实践证明,该生产线运行平稳,操作方便,生产效率高,占地面积小;产品质量稳定,各项理化检验指标均满足要求;工艺实用性强,可操作性强,重复性好。

2　喷涂石墨工艺

2.1　工艺原理与工艺路线

石墨膜层的形成是将专用结合剂配制的石墨乳借助压缩空气雾化,使其均匀地粘附在活塞裙部表面的过程。根据活塞工况特性,膜层应具备耐油、耐温和较高附着力的性能。为此对石墨、结合剂、气源等的选择有着特定要求。

喷涂石墨工艺流程:表面处理→预热→配料并喷涂→烧结→冷却→检验。

其中表面处理工艺路线:除油→清洗→光化→清洗→磷化(或氧化)→清洗。

2.2　表面处理工艺

表面处理的目的是破坏活塞表面氧化膜,形成均匀有序的微孔隙结构表面,增大石墨膜同活塞本体的接触面,从而有效地保证石墨层的附着力。表面处理是喷涂石墨工艺成败的关键程序。

去油除污是表面处理的第一步,其目的是除净活塞表面的油渍和洗净铝屑、杂物、尘

加工技术

内燃机　1998年第3期・17・

埃等。清洗液配方为:

Na 3PO 4 40～50g /L

Na 2CO 3 10～20g /L 650310～15g /L 洗衣粉5～7g /L 温　度65～80℃时　间

0.2～1.0m in

去油之后立即进行冷热水冲洗。为充分去除铝表面自然形成的一层氧化膜,化学除油后须进行光化处理。光化处理工艺为:

・18・　

内燃机　1998年第3期

HNO 3(比重1.42) 75%HF (40%)

25%

工作温度:室温时间:6～15s

磷化是在活塞表面生成由大小不一的磷酸盐晶体组成的微孔隙结构,以增加石墨涂层的附着力。磷化是石墨喷前预处理的关键技术,其工艺过程复杂,溶液配制工艺要求高,磷化质量同工艺参数密切相关。生产过程如有任一参数或某一工艺条件控制偏差失误,都会影响磷化效果,甚至造成缺陷。

磷化液主要成份:

磷酸二氢钠: 30～60g /L 氟硼酸钠:10～30g /L 氟化钠:

2～6g /L

磷化液主要工艺参数:总酸度:23点游离酸度:6～8点工作温度:80～100℃作用时间:10～15m in 2.3　石墨喷涂

2.3.1　石墨乳配制

石墨乳配制是活塞喷涂石墨技术的核心。石墨乳对结合剂、固化剂、石墨粉等均有特殊要求。

石墨乳主要工艺参数:

工作粘度:20～30s(25℃涂-4)

含碳量:≥98%存放时间:≤24h 目 数:2502.3.2　喷涂与烧结

喷涂方法类似油漆冷喷法,供气压力为0.3～0.4M Pa ,气体不得含油、水。喷枪口径0.2～1.2mm ,距活塞表面的距离150～250mm ,喷枪同活塞裙部成切线设置。活塞喷涂前需预热,不需喷涂的部位应遮盖。活塞在喷涂过程中作旋转运动,喷涂时间为10～15s,石墨层厚度为10～20 m;经喷涂的活塞立即转入烧结炉,其烧结温度与时间随石墨乳所选结合剂而定。

3　喷涂工艺装备

我们自行设计了九槽单立柱悬挂槽镀半自动生产线,操作工只需上下挂活塞。喷涂机是自制的单工位喷涂机,选用2V -0.3/7型全无润空气压缩机供气,预热与烧结于外型尺寸7000mm ×2650mm ×2200mm 的连续干燥炉上进行,该炉是引进马勃技术设计制造的活塞石墨烧结炉。整条生产线自动化程度较高,年生产能力25～30万只喷涂石墨活塞。

4　结束语

a.经批量生产柳发6105活塞、桑塔纳活塞,其各项理化指标稳定,石墨层附着力达到或超过日本JISK 0202、美国ASIM D 3359标准;

b.自行设计的半自动喷涂石墨生产线结构紧凑,操作简便,性能可靠,自动化程度较高,具有推广价值;

c.喷涂石墨技术可行,为企业市场开拓起到较大促进作用,并取得较显著的经济效益。

加工技术