一种复合表面处理活塞及其制备方法技术

本发明专利技术属于活塞加工领域，涉及活塞表面加工，尤其涉及一种复合表面处理活塞及其制备方法，包括活塞裙部印刷减摩涂层和活塞表面整体镀锡两个环节，活塞表面运用裙部印刷减摩涂层加整体镀锡处理复合表面处理方法，裙部印刷石墨层或MoS2层有效防止了活塞的裙部摩擦，活塞表面整体镀锡处理，有效防止了活塞环槽与活塞环之间的摩擦，及活塞环岸与气缸之间的摩擦；增强活塞的耐腐蚀性、减磨润滑性，大大提高了气缸与活塞的抗咬合性，防止早期损伤，避免拉缸现象，使整机平稳运转，减少故障率，延长整机运行寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于活塞加工领域，涉及活塞表面加工，尤其涉及一种复合表面处理活塞及其制备方法。
技术介绍
目前国内汽车市场“井喷式”发展和国III排放标准的全面实施，尤其是国家对小排量1.6L以下轿车政策扶持力度的加大，国产轿车面临巨大的发展机遇。发动机作为动力源，对汽车的环保、节能起着决定作用，随着我国环保政策的出台和实施，汽车发动机对活塞各项指标提出了更高的要求，因此有必要在研究“低排量”、“节能”活塞领域进行开发，减少发动机的排气污染物的排放。低排量、环保节能已成为社会发展的趋势，人类进行的社会活动必须要满足环保节能长久性的发展，这是历史发展的趋势。随着我国环保政策的出台和实施，汽车发动机需满足欧III、欧IV排放标准，这对活塞的各项性能指标提出了更苛刻的要求，因此，极有必要在研究环保节能活塞领域进行开发研究，减少发动机的污染物排放。活塞在发动机中起到至关重要的作用，活塞分为制作毛坯、毛坯加工以及表面处理三个步骤。现有活塞表面处理方式为单一表面处理，无法满足活塞使用环境恶化条件，更不能满足安全、环保、节能需求。单独对裙部进行印刷二硫化钼仅能防止裙部与汽缸壁的摩擦，而对环槽无法起到有效保护；单独进行整体镀锡，可以对环槽进行防护，但发动机正常使用过程中对活塞裙部与汽缸壁无法进行防护。
技术实现思路
本专利技术针对上述的问题，提供了一种复合表面处理活塞及其制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为，一种复合表面处理活塞，包括活塞主体，所述活塞主体包括活塞头部以及
设置在活塞头部下部的活塞裙部，其特征在于，所述活塞裙部的外侧设置有减摩涂层，所述减摩涂层为石墨层或MoS2层，所述活塞主体的外侧设置有镀锡层。作为优选，所述减摩涂层的厚度为8～20μm。作为优选，所述镀锡层的厚度为1.5-3.5μm。一种复合表面处理活塞制备方法，包括活塞裙部印刷减摩涂层和活塞表面整体镀锡；第一步，活塞裙部印刷减摩涂层，具体包括以下步骤：A.化学除油：利用PH值为8～12的碱性药液对活塞整体进行表面清洗，碱性药液的温度为45～80℃，清洗时间为1～8min；B.水洗：a.热水洗：利用温度为40～75℃的热水对经化学处理后的活塞整体进行清洗，清洗时间为1～6min；b.冷水洗：经过热水洗的活塞整体再利用冷水进行清洗，冷水温度为-10～0℃，清洗时间为1～8min；C.酸洗：利用PH值为1～5的酸性溶液对经过步骤B的活塞整体进行表面清洗，清洗时间为2～3min；D.水洗：利用冷水对经过酸洗处理的活塞整体进行清洗，清洗时间为5～20min；E.磷化：利用PH值为1～5的磷化液对经步骤D所得的活塞进行表面磷化处理，其溶液温度为40～80℃，磷化时间为10～200S；F.水洗：a.冷水洗：对磷化所得的活塞整体进行清洗，清洗时间为1～8min；b.热蒸馏水洗：利用水温为50～90℃的蒸馏水对活塞整体进行清洗，清洗时间为1～6min；G.烘干：经过步骤F水洗后的活塞进行烘干处理，烘干温度为80～150℃，烘干时间为8～20min；H.恒温处理：将烘干所得的活塞放到恒温箱内进行恒温处理，恒温箱的温度为40～80℃；I.印刷减摩涂层:利用丝网印刷机对活塞的裙部进行印刷减摩涂层，活塞温
度为40～80℃，环境温度为15～30℃，刮板压力为0.5～1Mpa，相对湿度<40％，网板为120～140目；J.放置：放置时间为3～8min；K.固化：利用电阻固化炉对活塞进行固化处理，得到半成品活塞，固化温度为150～230℃，固化时间为50～90min；第二步，活塞表面整体镀锡，具体包括以下步骤：L.化学除油：利用PH值为8～12的碱性药液对活塞整体进行表面清洗，碱性药液的温度为45～80℃，清洗时间为1～8min；M.水洗：a.热水洗：利用温度为40～75℃的热水对经化学处理后的活塞整体进行清洗，清洗时间为1～6min；b.冷水洗：经过热水洗的活塞整体再利用冷水进行清洗，冷水温度为-10～0℃，清洗时间为1～8min；N.酸洗：利用PH值为1～5的酸性溶液对经过步骤B的活塞整体进行表面清洗，清洗时间为2～3min；O.水洗：利用冷水对经过酸洗处理的活塞整体进行清洗，清洗时间为5～20min；P.表面镀锡：利用PH值为10～15的K2SnO3溶液进行表面镀锡处理，其K2SnO3溶液的温度为70～200℃，镀锡时间1～5min；Q.水洗：利用冷水对经步骤P表面镀锡的活塞进行冷水清洗，冷水温度为-10～0℃，清洗时间为2～20min；R.烘干：经过步骤Q水洗后的活塞进行烘干处理，得到成品活塞，烘干温度为80～150℃，烘干时间为8～20min。作为优选，，所述碱性药液为铝合金清洗剂，所述铝合金清洗剂为碱性金属液体清洗剂。作为优选，所述酸洗溶液为HNO3或HF。作为优选，所述磷化液为活塞专用磷化液，所述活塞专用磷化液为H3PO4。作为优选，所述K2SnO3溶液含有K2SnO3和H2O，所述K2SnO3和H2O的比值为1:2～1:6。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于，1、活塞表面运用裙部印刷减摩涂层加整体镀锡处理复合表面处理方法，裙部印刷石墨层或MoS2层有效防止了活塞的裙部摩擦，活塞表面整体镀锡处理，有效防止了活塞环槽与活塞环之间的摩擦，及活塞环岸与气缸之间的摩擦。2、增强活塞的耐腐蚀性、减磨润滑性，大大提高了气缸与活塞的抗咬合性，防止早期损伤，避免拉缸现象，使整机平稳运转，减少故障率，延长整机运行寿命。3、整体镀锡复合表面处理，有效降低发动机机械损耗，据统计，家用汽车行驶过程中的能量损耗有7.5％来自发动机的机械损耗，而内部摩擦引起的机械损失占到发动机机械损失的70％左右，复合表面处理活塞则有效降低摩擦提高发动机效率，减少功率损失的关键手段之一，已有研究表明，内燃机摩擦功每减少10％，大约能节约1.5％燃油。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。实施例1，本专利技术提供了一种复合表面处理活塞，包括活塞主体，活塞主体包括活塞头部以及设置在活塞头部下部的活塞裙部，活塞裙部的外侧设置有减摩涂层，减摩涂层为石墨层或MoS2层，减摩涂层的厚度为8～20μm，活塞主体的外侧设置有镀锡层，镀锡层的厚度为1.5-3.5μm。本专利技术还提供了一种复合表面处理活塞及其制备方法，下面结合制备方法具体说一下本专利技术的有益效果，包括活塞裙部印刷减摩涂层和活塞表面整体镀锡两个大的环节，下面针对上述两个大环节具体说一下制备步骤，第一个环节是活塞裙部印刷减摩涂层环节：首先是利用化学方法进行除去
活塞表面的油，主要是利用PH值为10的铝合金清洗剂对活塞进行化学去油的处理，清洗剂的温度为70℃，清洗时间为5min，值得注意的是，清洗剂在使用的过程中，应当注意每清洗4-4.5万只活塞的时候，则需更换一次清洗剂，平时则补加；再对经化学除油后的活塞进行水洗，水洗有包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合表面处理活塞，包括活塞主体，所述活塞主体包括活塞头部以及设置在活塞头部下部的活塞裙部，其特征在于，所述活塞裙部的外侧设置有减摩涂层，所述减摩涂层为石墨层或MoS2层，所述活塞主体的外侧设置有镀锡层。

【技术特征摘要】
1.一种复合表面处理活塞，包括活塞主体，所述活塞主体包括活塞头部以及设置在活塞头部下部的活塞裙部，其特征在于，所述活塞裙部的外侧设置有减摩涂层，所述减摩涂层为石墨层或MoS2层，所述活塞主体的外侧设置有镀锡层。2.根据权利要求1所述的一种复合表面处理的活塞，其特征在于，所述减摩涂层的厚度为8～20μm。3.根据权利要求1所述的一种复合表面处理的活塞，其特征在于，所述镀锡层的厚度为1.5-3.5μm。4.一种制备权利要求1中复合表面处理活塞的方法，其特征在于，包括活塞裙部印刷减摩涂层和活塞表面整体镀锡；第一步，活塞裙部印刷减摩涂层，具体包括以下步骤：A.化学除油：利用PH值为8～12的碱性药液对活塞整体进行表面清洗，碱性药液的温度为45～80℃，清洗时间为1～8min；B.水洗：a.热水洗：利用温度为40～75℃的热水对经化学处理后的活塞整体进行清洗，清洗时间为1～6min；b.冷水洗：经过热水洗的活塞整体再利用冷水进行清洗，冷水温度为-10～0℃，清洗时间为1～8min；C.酸洗：利用PH值为1～5的酸性溶液对经过步骤B的活塞整体进行表面清洗，清洗时间为2～3min；D.水洗：利用冷水对经过酸洗处理的活塞整体进行清洗，清洗时间为5～20min；E.磷化：利用PH值为1～5的磷化液对经步骤D所得的活塞进行表面磷化处理，其溶液温度为40～80℃，磷化时间为10～200S；F.水洗：a.冷水洗：对磷化所得的活塞整体进行清洗，清洗时间为1～8min；b.热蒸馏水洗：利用水温为50～90℃的蒸馏水对活塞整体进行清洗，清洗时间为1～6min；G.烘干：经过步骤F水洗后的活塞进行烘干处理，烘干温度为80～150℃，烘干时间为8～20min；H.恒温处理：将烘干所得的活塞放到恒温箱内进行恒温处理，恒温箱的温度为40～80℃；I.印刷减摩涂层:利用丝网印刷机对活塞的裙部进行印刷减摩涂层，活塞温度为40～80℃，环境温度为15～30℃，刮板压力为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：金峰，孙国臣，魏运才，颜君衡，徐龙腾，
申请(专利权)人：曲阜金皇活塞股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37