專利名稱：一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活塞環(huán)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)力的高端活塞環(huán)產(chǎn)品是采用熱噴涂、離子注入、物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積等技術(shù)的產(chǎn)品。熱噴涂是至今為止第一個(gè)被美國(guó)國(guó)防部認(rèn)可的干法代鉻技術(shù)，這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可沉積各種材料，可得到厚的鍍層，沉積速度比鍍鉻快，但成本高，噴涂噪音大，且只能在小面積上沉積，不適合大而復(fù)雜的零件，鍍層有應(yīng)力且粗糙。離子注入改性，可比鉻層更硬、更耐磨；物理氣相沉積和化學(xué)氣相沉積具有薄膜硬、耐磨、多孔等特點(diǎn)， 這些技術(shù)同樣是過(guò)程復(fù)雜，成本高。近年來(lái)發(fā)展的復(fù)合鍍層技術(shù)應(yīng)用的活塞環(huán)，耐磨復(fù)合鍍層其中的固體顆粒一般為陶瓷顆粒，其粒度均為微米級(jí)，其耐磨性優(yōu)越，但減磨性、耐腐蝕性并不理想，尤其是涂層硬度和韌性難以兼顧；提高硬度往往要以犧牲韌性為代價(jià)，造成脆性增加，導(dǎo)致涂層與基體的匹配性與結(jié)合性差，涂層易開(kāi)裂，硬質(zhì)相易脫落。本發(fā)明解決了上述的不足。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，該方法可使以活塞環(huán)表面Ni-P晶粒納米化，同時(shí)納米相材料均勻嵌鑲有納米涂層，提高活塞環(huán)表面表面的韌性和耐磨性，且該方法實(shí)施簡(jiǎn)單容易，生產(chǎn)成本低。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為
I、一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，包括如下步驟
1)、對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，表面清洗；
2)、對(duì)活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理，使活塞環(huán)坯件表面呈均勻的瓦灰色；
3)、把活塞環(huán)還件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕，電壓3-5伏，時(shí)間35-65秒,溫度為55-65 0C ；
4 )、將反向刻蝕后的活塞環(huán)坯件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電沉積時(shí)的溫度60-70°C、脈寬2毫秒、平均電流密度I. 5-5. 0 A/ cm2,占空比I :2_1 :8，電沉積至活塞環(huán)坯件外圓面形成的納米涂層厚度為0. 06-0. 12mm,成為半成品活塞環(huán)；
5)、將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中并加入研磨砂進(jìn)行磨合，磨合至納米涂層厚度為
0.04-0. IOmm,同時(shí)涂層的表面圓整、平滑，成為成品活塞環(huán)。步驟3中的電鍍液一以水為溶劑，其中溶有硫酸I. 3-1. 7克/升。步驟4中的電鍍液二以水為溶劑，硫酸鎳180-260克/升，氯化鎳30-60克/升，硼酸15-40克/升，亞磷酸10-40克/升，納米碳0. 05-2. 0克/升，無(wú)機(jī)分散劑0. 01-0. 8克/升，PH值I. 2-1.8 ;電鍍液二中鐵離子小于10克/升。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是
1、選擇具有高耐磨、耐腐蝕，且具有良好韌性和自潤(rùn)滑性的納米增強(qiáng)相取代微米級(jí)的傳統(tǒng)固體顆粒如碳化硅顆粒、氮化硅顆粒等對(duì)活塞環(huán)表面進(jìn)行改性，改性后的表面層將在耐磨性、減磨性和耐蝕性方面具有突出的綜合性能，
2、利用電脈沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)活塞環(huán)表面Ni-P晶粒納米化，同時(shí)納米相材料均勻嵌鑲的納米涂層，進(jìn)一步提高表面的韌性和耐磨性，且改善活塞環(huán)與摩擦副的咬合性，延長(zhǎng)了使用壽命。
具體實(shí)施例方式通過(guò)最佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
實(shí)施例I
一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，清洗表面；進(jìn)行烘干處理，將處理后的活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理，使活塞環(huán)坯件表面呈均勻的瓦灰色；把活塞環(huán)坯件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕，電鍍液一以水為溶劑，其中溶有硫酸I. 3克/升，控制電壓在3伏，時(shí)間35秒，溫度為55°C;將反向刻蝕后的活塞環(huán)坯件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電鍍液二以水為溶劑，溶有硫酸鎳180克/升，氯化鎳30克/升，硼酸15克/升，亞磷酸10克/升，納米碳0.05 /升，無(wú)機(jī)分散劑0.01克/升，PH值I. 2-1.8 ;電鍍液二中鐵離子小于10克/升，電沉積時(shí)的溫度60-70°C、脈寬2毫秒、平均電流密度I. 5-5. 0A/ cm2,占空比I :2-1 8,電沉積至活塞環(huán)還件外圓面形成的納米涂層厚度為0. 06-0. 12mm,成為半成品活塞環(huán)；將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中并加入研磨砂進(jìn)行磨合，磨合至納米涂層厚度為0. 04-0. IOmm,同時(shí)涂層的表面圓整、平滑，成為成品活塞環(huán)。實(shí)施例2
一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，清洗表面；進(jìn)行烘干處理，將處理后的活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理，使活塞環(huán)坯件表面呈均勻的瓦灰色；把活塞環(huán)坯件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕，電鍍液一以水為溶劑，其中溶有硫酸I. 7克/升，控制電壓在5伏，時(shí)間65秒,溫度為65°C;將反向刻蝕后的活塞環(huán)還件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電鍍液二以水為溶劑，溶有硫酸鎳260克/升，氯化鎳60克/升，硼酸40克/升，亞磷酸40克/升，納米碳2. 0克/升，無(wú)機(jī)分散劑0. 8克/升，PH值I. 2-1. 8 ；電鍍液二中鐵離子小于10克/升，電沉積時(shí)的溫度60-70°C、脈寬2毫秒、平均電流密度I. 5-5. 0A/ cm2,占空比I :2-1 8,電沉積至活塞環(huán)還件外圓面形成的納米涂層厚度為0. 06-0. 12mm,成為半成品活塞環(huán)；將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中并加入研磨砂進(jìn)行磨合，磨合至納米涂層厚度為0. 04-0. IOmm,同時(shí)涂層的表面圓整、平滑，成為成品活塞環(huán)。實(shí)施例3
一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，清洗表面；進(jìn)行烘干處理，將處理后的活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理，使活塞環(huán)坯件表面呈均勻的瓦灰色；把活塞環(huán)坯件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕，電鍍液一以水為溶劑，其中溶有硫酸I. 5克/升,控制電壓在4伏，時(shí)間50秒,溫度為60°C ;將反向刻蝕后的活塞環(huán)還件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電鍍液二以水為溶劑，溶有硫酸鎳220克/升，氯化鎳50克/升，硼酸25克/升，亞磷酸30克/升，納米碳I克/升，無(wú)機(jī)分散劑0. 5克/升，PH值I. 2-1. 8 ；電鍍液二中鐵離子小于10克/升，電沉積時(shí)的溫度60-70°C、脈寬2毫秒、平均電流密度I. 5-5. 0 A/ cm2,占空比I :2-1 8,電沉積至活塞環(huán)還件外圓面形成的納米涂層厚度為0. 06-0. 12mm,成為半成品活塞環(huán)；將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中并加入研磨砂進(jìn)行磨合，磨合至納米涂層厚度為0. 04-0. IOmm,同時(shí)涂層的表面圓整、平滑，成為成品活塞環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟 1)、對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，表面清洗； 2)、對(duì)活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理，使活塞環(huán)坯件表面呈均勻的瓦灰色； 3)、把活塞環(huán)還件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕，電壓3-5伏，時(shí)間35-65秒,溫度為55-65 0C ； 4)、將反向刻蝕后的活塞環(huán)坯件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電沉積時(shí)的溫度60-70°C、脈寬2毫秒、平均電流密度I. 5-5. O A/ cm2,占空比I :2_1 :8，電沉積至活塞環(huán)坯件外圓面形成的納米涂層厚度為0. 06-0. 12mm,成為半成品活塞環(huán)； 5)、將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中并加入研磨砂進(jìn)行磨合，磨合至納米涂層厚度為0.04-0. IOmm,同時(shí)涂層的表面圓整、平滑，成為成品活塞環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟3中的電鍍液一以水為溶劑，其中溶有硫酸I. 3-1. 7克/升。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟4中的電鍍液二以水為溶劑，硫酸鎳180-260克/升，氯化鎳30-60克/升，硼酸15-40克/升，亞磷酸10-40克/升，納米碳0. 05-2. 0克/升，無(wú)機(jī)分散劑0. 01-0. 8克/升，PH值I. 2-1. 8 ；電鍍液二中鐵離子小于10克/升。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種納米復(fù)合表面活塞環(huán)的生產(chǎn)方法。該方法是對(duì)鑄鐵基質(zhì)的活塞環(huán)坯件進(jìn)行鍍前去油，表面清洗；對(duì)活塞環(huán)坯件進(jìn)行噴砂處理；把活塞環(huán)坯件放進(jìn)電鍍液一中進(jìn)行反向刻蝕；將反向刻蝕后的活塞環(huán)坯件放入電鍍液二中進(jìn)行電沉積，電沉積至活塞環(huán)坯件外圓面形成的納米涂層厚度為0.06-0.12mm；將半成品活塞環(huán)放入研磨缸中，磨合至納米涂層厚度為0.04-0.10mm，成為成品活塞環(huán)。本方法，選擇具有高耐磨、耐腐蝕，且具有良好韌性和自潤(rùn)滑性的納米增強(qiáng)相取代微米級(jí)的傳統(tǒng)固體顆粒對(duì)活塞環(huán)表面進(jìn)行改性，利用電脈沖技術(shù)實(shí)現(xiàn)活塞環(huán)表面Ni-P晶粒納米化，納米相均勻嵌鑲的納米涂層，進(jìn)一步提高活塞環(huán)表面的韌性和耐磨性。
文檔編號(hào)C25D5/18GK102703943SQ201210162758
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者魏青松 申請(qǐng)人:江蘇儀征金派內(nèi)燃機(jī)配件有限公司