活塞裙部再制造的方法及活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種活塞裙部再制造的方法及活塞，所述方法包括基體預(yù)處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵；安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部；一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層；涂層后加工步驟，通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。該方法是采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復(fù)合涂層。本發(fā)明可再制造因活塞裙部磨損而報(bào)廢的活塞，或解決氣缸內(nèi)壁尺寸加大后活塞失配的問(wèn)題，使活塞裙部在按照實(shí)際需要恢復(fù)或加大尺寸的同時(shí)，提高活塞裙部的表面強(qiáng)度和耐磨損性，延長(zhǎng)使用壽命，提高再制造性，減少修復(fù)周期，節(jié)約能源、經(jīng)費(fèi)和勞力。
【專利說(shuō)明】活塞裙部再制造的方法及活塞
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)活塞再制造領(lǐng)域，特別涉及一種活塞裙部再制造的方法及活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵零部件之一。活塞裙部對(duì)活塞主要起導(dǎo)向、傳熱作用，并承受來(lái)自曲柄連桿機(jī)構(gòu)的側(cè)向推力。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞裙部將受到很大的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷，使得活塞裙部變形，如氣體壓力使得活塞頂在銷座跨度內(nèi)發(fā)生彎曲，導(dǎo)致裙部部位擴(kuò)張變形，同時(shí)使得活塞裙部有上部收縮下部向外擴(kuò)張的趨勢(shì)；在側(cè)推力作用下，裙部垂直銷座方向被壓扁，銷座軸向裙部尺寸伸長(zhǎng)；熱負(fù)荷則使活塞裙部上部的膨脹大于下部的膨脹?；钊沟淖冃螌?dǎo)致裙部與氣缸套將產(chǎn)生不利的接觸狀態(tài)，只有裙部的上下邊緣與氣缸壁接觸，容易造成潤(rùn)滑狀態(tài)惡化，裙部磨損嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)在維修時(shí)，若活塞裙部出現(xiàn)磨損，只能報(bào)廢，沒有有效的尺寸恢復(fù)方法；若氣缸套內(nèi)壁磨損，則通過(guò)鏜缸去除損傷部位，然后專門選配尺寸加大且與之匹配的活塞和活塞環(huán)，但是這種加大的活塞也只能從生產(chǎn)廠家訂購(gòu)新品，也沒有在標(biāo)準(zhǔn)尺寸或待修復(fù)品上加大尺寸的方法。另外活塞生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)活塞時(shí)因?yàn)槿共砍钣?.2~0.3%的報(bào)廢率，目前沒有活塞裙部尺寸恢復(fù)或加大的方法。
[0004]公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對(duì)本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種恢復(fù)或加大活塞裙部尺寸的方法，它能在按照實(shí)際需要恢復(fù)或加大活塞裙部尺寸的同時(shí)，提高活塞裙部的表面強(qiáng)度和耐磨損性，延長(zhǎng)使用壽命，提升再制造性。
[0006]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復(fù)合涂層。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種活塞裙部再制造的方法，所述方法包括以下步驟:基體預(yù)處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵；安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部；一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層；涂層后加工步驟，通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。
[0008]優(yōu)選地，所述基體預(yù)處理步驟還包括在清除基體表面的油脂和灰塵之前，對(duì)待修復(fù)的活塞進(jìn)行去除損傷處理。對(duì)于新品不必進(jìn)行此處理。
[0009]優(yōu)選地，在所述基體預(yù)清理步驟中清除基體表面的油脂和灰塵之后，或者在安裝卡具步驟之后，包括使待噴涂表面粗糙化的粗化處理。
[0010]優(yōu)選地，所述涂層后加工步驟包括在磨削加工之前的封孔處理，在噴涂完畢后立即用樹脂對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理。例如可以使用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述噴涂步驟采用超音速等離子噴涂技術(shù)制備涂層。
[0012]優(yōu)選地，所述涂層的材料為鎳鋁復(fù)合粉末或鎳鉻鋁復(fù)合粉末。
[0013]優(yōu)選地，所述活塞裙部由鋁合金或者鑄鐵制成。
[0014]可選地，所述涂層厚度在0.1~0.4mm。
[0015]可選地，在所述噴涂步驟之前包括預(yù)熱步驟，對(duì)基體進(jìn)行預(yù)加熱。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種活塞，其特征在于，具有通過(guò)再制造方法加工過(guò)的活塞裙部，所述活塞裙部具備涂層。
[0017]本發(fā)明通過(guò)采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復(fù)合涂層，可實(shí)現(xiàn)磨損活塞裙部的尺寸恢復(fù)，避免到廠家生產(chǎn)、訂購(gòu)專門與鏜磨修復(fù)后的氣缸套匹配的尺寸加大的活塞。另外還可為活塞生產(chǎn)廠家對(duì)超差的活塞裙部恢復(fù)尺寸提供技術(shù)途徑。這種方法簡(jiǎn)單，提高了裙部耐磨性，提升了活塞裙部的再制造性和重復(fù)利用率，減少了零件修復(fù)周期，降低了報(bào)廢率，節(jié)約了能源、經(jīng)費(fèi)和勞力。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]通過(guò)納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說(shuō)明本發(fā)明的某些原理的【具體實(shí)施方式】，本發(fā)明的裝置 所具有的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚或更為具體地得以闡明。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的活塞裙部再制造方法的流程圖。
[0020]應(yīng)當(dāng)了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡(jiǎn)化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來(lái)確定。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0022]作為本發(fā)明的一種實(shí)施方式，采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復(fù)合涂層。超音速等離子噴涂技術(shù)是熱噴涂技術(shù)的一種，它具有焰流溫度高，噴涂粒子飛行速度高的特點(diǎn)，可噴涂材料廣泛、涂層致密、與基體的結(jié)合強(qiáng)度高。利用等離子焰(非轉(zhuǎn)移型等離子弧)將引入的噴涂粉末加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并在等離子焰的作用下，高速度地撞擊到經(jīng)處理過(guò)的基材表面上，然后攤平、鋪展，最終形成具有層片狀結(jié)構(gòu)的涂層。
[0023]鎳鋁復(fù)合粉末或者鎳鉻鋁復(fù)合粉末是一種常用的耐磨、耐蝕、高粘結(jié)性，且有較好韌性的噴涂材料。活塞的材料可以是鋁合金或者是鑄鐵，優(yōu)選地是鋁合金，其對(duì)鎳鋁復(fù)合材料的潤(rùn)濕性好。涂層厚度可以在0.1~0.4mm的范圍內(nèi)，有較高的結(jié)合強(qiáng)度。
[0024]采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復(fù)合涂層包括基體預(yù)處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵。對(duì)于待修復(fù)的活塞還需要在清除油脂和灰塵之前進(jìn)行去除損傷處理，一般采用磨削加工，而對(duì)于新品則不必進(jìn)行此處理?？梢栽谇宄椭突覊m之后進(jìn)行粗化處理，通常采用噴砂法粗化，也可采用其它方法粗化?；蛘咴诎惭b了卡具之后進(jìn)行粗化處理，只對(duì)待噴涂部位(即活塞裙部)粗化，對(duì)其它部位進(jìn)行保護(hù)，避免損傷。[0025]還包括安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部?？ň咂鸬奖Ｗo(hù)和固定的作用。
[0026]之后進(jìn)行一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層?？筛鶕?jù)涂層的厚度選擇噴涂的次數(shù)，對(duì)于涂層較厚的情況可進(jìn)行多次噴涂。
[0027]噴涂之后進(jìn)行涂層后加工步驟，例如通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。
[0028]將參照【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的具體實(shí)施例。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，活塞裙部再制造的方法包括以下步驟:基體預(yù)處理步驟S10，用于清除基體表面的油脂和灰塵，在本實(shí)例中通過(guò)空燒(150°c X 120min)或用脫脂溶劑徹底清除活塞表面的油脂和灰塵。本是實(shí)施例中的基體為某發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，材料為L(zhǎng)D8鍛造鋁合金。
[0029]接下來(lái)是安裝卡具步驟S20，制作卡具保護(hù)活塞環(huán)槽和活塞銷孔，側(cè)面只露出待噴的裙部。利用卡具將活塞固定在卡盤上，以便進(jìn)行后續(xù)的噴涂步驟。
[0030]在噴涂步驟S30中，通過(guò)超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備涂層。先用超音速等離子焰流把活塞預(yù)熱到150°C，然后開始送粉，實(shí)施噴涂。本實(shí)施例中涂層厚度為
0.25mm,預(yù)留了 0.1~0.15mm的后加工余量。噴涂參數(shù)如下:
[0031]主氣(Ar)流量:3.2m3/h
[0032]次氣(H2)流量:0.25m3A
[0033]載氣(N2)流量:0.6m3/h
[0034]工作電壓:140V
[0035]工作電流:380A
[0036]噴涂距離:120~150mm
[0037]送粉量:35g/min
[0038]涂層材料:鎳包鋁復(fù)合粉末，牌號(hào)KF-2F，粒度-300~+400目。
[0039]最后是涂層后加工步驟S40，通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。
[0040]此外，為了使涂層的效果更好，可以在基體預(yù)處理之前對(duì)基體進(jìn)行粗化處理，例如用36目的剛玉砂均勻噴砂粗化處理，然后進(jìn)行清洗。也可以在安裝卡具之后，只對(duì)待噴涂的部分進(jìn)行粗化處理，例如用36目的剛玉砂均勻噴砂粗化處理，然后用壓縮空氣將基體表面吹凈。
[0041]涂層厚度可以在0.1~0.4_之間，若需要的涂層較厚，則可分多次實(shí)施噴涂，防止一次噴涂時(shí)間太長(zhǎng)，基體過(guò)熱。
[0042]此外，在噴涂步驟之后，可以進(jìn)行封孔處理，例如噴涂完畢后立即用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理，封孔時(shí)必須在噴涂結(jié)束后，基體未冷卻前實(shí)施，這樣封孔的效果最佳。然后在進(jìn)行涂層后加工，通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。
[0043]活塞與氣缸套之間通過(guò)活塞環(huán)摩擦配副，在活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)裙部起導(dǎo)向作用。因而裙部與氣缸套之間的配合精度要求比活塞環(huán)槽部高，即對(duì)于大修后氣缸套內(nèi)徑尺寸加大的情況，當(dāng)配合公差在一級(jí)維修的范圍內(nèi)時(shí)，只要在標(biāo)準(zhǔn)活塞裙部涂覆涂層加大該部分的尺寸，就可滿足工作需要。對(duì)于生產(chǎn)時(shí)因裙部超差報(bào)廢的活塞，也可通過(guò)涂覆涂層，使尺寸恢復(fù)到工藝規(guī)范的要求，能夠有效的降低制造成本。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明權(quán)利要求的`涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 基體預(yù)處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵； 安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部； 一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層； 涂層后加工步驟，通過(guò)磨削加工，使活塞裙部達(dá)到工藝規(guī)范的要求。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述基體預(yù)處理步驟還包括在清除基體表面的油脂和灰塵之前，對(duì)待修復(fù)的活塞進(jìn)行去除損傷處理。
3.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，在所述基體預(yù)清理步驟中清除基體表面的油脂和灰塵之后，或者在安裝卡具步驟之后，包括使待噴涂表面粗糙化的粗化處理。
4.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述涂層后加工步驟包括在磨削加工之前的封孔處理，在噴涂完畢后立即用樹脂對(duì)涂層進(jìn)行封孔處理。
5.根據(jù)權(quán)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，所述噴涂步驟采用超音速等離子噴涂技術(shù)制備涂層。
6.根據(jù)權(quán)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，所述涂層的材料為鎳鋁復(fù)合粉末或鎳鉻鋁復(fù)合粉末。
7.根據(jù)權(quán)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，所述活塞裙部由招合金或者鑄鐵制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述樹脂為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
9.根據(jù)權(quán)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，在所述噴涂步驟之前包括預(yù)熱步驟，對(duì)基體進(jìn)行預(yù)加熱。
10.一種活塞，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9所述的方法制造的活塞裙部，所述活塞裙部具備涂層。
【文檔編號(hào)】C23C4/12GK103710663SQ201310722770
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】劉明, 王海軍, 姜祎, 但偉, 閆耀東 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院