一种印铁涂层的印刷液及制备印铁涂层的方法技术

本发明专利技术涉及一种印铁涂层的印刷液，所述印刷液的原料组成为耐高温树脂、不锈钢粉、稀释剂、固化剂和固化促进剂。所述耐高温树脂为环氧树脂E‑44，所述稀释剂为N‑甲基吡咯烷酮、所述固化剂为双氰胺和二甲基甲酰胺，所述固化促进剂为三乙烯四胺和四乙烯五胺。本发明专利技术的印刷液采用丝网印刷方式来制备印铁涂层，无环境污染，材料浪费少，印铁涂层厚度均匀，粘结力牢固。完全适用于铝材的活塞和缸体，形成有效的摩擦副，在降低发动机重量的同时也提高了发动机的寿命。

A Printing Solution for Printing Iron Coating and a Method for Preparing Printing Iron Coating

【技术实现步骤摘要】
一种印铁涂层的印刷液及制备印铁涂层的方法
本专利技术属于铝活塞的表面处理
，涉及一种印铁涂层的印刷液及制备印铁涂层的方法。
技术介绍
对于汽车来说，发动机好比是汽车的“心脏”，而活塞则是发动机的“中枢”，直接影响发动机工作的可靠性和耐久性。活塞裙部是活塞的重要组成部分，活塞裙部-缸套摩擦副的工作状况直接影响其功能的保障，活塞裙部-缸套系统是汽车发动机中最重要、工作条件最为苛刻的摩擦副之一，同时也是发动机中摩擦损失最大的摩擦副。而且活塞又身处恶劣的工作环境，活塞直接与高温气体接触，瞬时温度可达2500K以上，因此，受热严重，而散热条件又很差，所以活塞工作时温度很高，顶部高达600～700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受气体压力很大，特别是作功行程压力最大，汽油机高达3～5MPa，柴油机高达6～9MPa，这就使得活塞产生冲击，并承受侧压力的作用；活塞在气缸内以很高的速度(8～12m/s)往复运动，且速度在不断地变化，这就产生了很大的惯性力，使活塞受到很大的附加载荷。活塞在这种恶劣的条件下工作，会产生变形并加速磨损。活塞的磨损一般表现在三个方面：活塞环槽磨损、顶部燃烧室烧毁、活塞裙部擦伤磨损。而为了提高活塞的使用寿命,许多工业发达的国家，对活塞的表面强化处理进行了较深入的研究。活塞的表面强化处理分为强化活塞头部、环槽和裙部外圆三种,旨在防止活塞头部及环槽因高温产生的熔融、开裂、积炭及磨损，以及改善裙部与缸套的早期磨合性能。大部分采用了硬阳极氧化处理、电镀硬铁、镀锡、镀铅、喷涂石墨和二硫化钼等技术,还试验等离子喷涂及电镀环槽工艺,并开展了对铝石墨粒子电化学的相容性、激光辐射强化可能性和无电子涂层等研究。当发动机在冷机起动要求高时,油膜带常常被破坏,活塞裙部与缸套直接接触,可能产生拉伤,卡缸等现象。因此为降低活塞裙部的磨损，主要从两个方面解决：一是采用优化活塞的设计结构，二是使用涂层，优化活塞的摩擦学性能。早期在活塞裙部外圆上,敷以表面涂层、改善活塞早期磨合性能。活塞裙部表面涂层有镀锌、铜、硬铁,喷涂石墨、二硫化钼,浸锡、铅等。但是随着发动机技术的发展，现在对发动机的要求是高性能,低重量,低成本。为达到这一目的,现在发动机的缸体材料发生改变,由以前的铁变成铝，减轻发动机重量。此外发动机上还有一个发展趋势是取消缸套,这样一来可以降低发动机的重量,二来可以降低发动机的成本。比如现在的赛车发动机都是采用无缸套的形式。但是如果以活塞是铝材,缸体也是铝材状态,采用无缸套的形式，在活塞裙部和缸套间就不能形成有效的摩擦副,更加降低发动机寿命,给汽车的安全带来很大隐患。印铁的印刷液中因为铁的密度较大，导致印铁液不均匀，容易沉淀；相对于印石墨来说，印铁涂层和基体的粘结力较难控制；印铁涂层外观易导致不均匀。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种印铁涂层的印刷液，还提供一种利用这种印刷液制备印铁涂层的方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1.一种印铁涂层的印刷液，所述印刷液的原料组成为耐高温树脂、不锈钢粉、稀释剂、固化剂和固化促进剂。进一步地，所述耐高温树脂为环氧树脂E-44，所述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮、所述固化剂为双氰胺和二甲基甲酰胺，所述固化促进剂为三乙烯四胺和四乙烯五胺。进一步地，按质量份数计，印刷液的原料包括15-19份环氧树脂E-44，10份不锈钢粉，22-27份N-甲基吡咯烷酮，5-6份双氰胺，17-20份二甲基甲酰胺，5-6.5份三乙烯四胺，1.8-2.1份四乙烯五胺。进一步地，三乙烯四胺与四乙烯五胺质量比为2.5-3:1。进一步地，三乙烯四胺与四乙烯五胺质量比为3:1。进一步地，按质量份数计，印刷液的原料包括17.5份环氧树脂E-44，10份不锈钢粉，25份N-甲基吡咯烷酮，5.5份双氰胺，20份二甲基甲酰胺，6份三乙烯四胺，2份四乙烯五胺。进一步地，所述不锈钢粉中100％不锈钢粉粒径＜63μm，99.5％不锈钢粉粒径＜40μm。进一步地，所述印刷液的制备方法具体步骤为：a)常温下，先用稀释剂NMP溶解环氧树脂E-44，溶解完成后搅拌均匀，再加入不锈钢粉，继续搅拌均匀；b)双氰胺按以上比例溶解于40℃～60℃二甲基甲酰胺，使用玻璃或塑料容器；c)固化促进剂混合后置于-5℃～-10℃，待出现晶芽后，常温备用；d)再将步骤a-c准备好的物质混合，搅拌均匀即可。2.使用以上任一项印铁涂层的印刷液制备印铁涂层的方法，将所述印刷液利用丝网印刷的方法印刷至活塞裙部。进一步地，清洗干净的活塞置于丝网印刷机上，将印刷液印刷至活塞裙部，印刷条件为：活塞温度为30～35℃，环境温度为25-30℃，刮板压力为0.25～0.4Mpa，相对湿度≤63％，网板为150～250目；印刷后等待流平时间≥8分钟；待流平后于215±10℃烧结10～30分钟，冷却到常温即可。进一步地，所述清洗为将活塞进行脱脂处理，即用高压喷淋的强力清洗，喷淋压力≥2巴，温度50～65℃；后用水洗2-3次，再用电导率≤12μS/cm的纯水洗干净，烘干。本专利技术的有益效果在于：1、目前丝网印刷中印石墨在活塞行业很普遍，因为石墨作为高温润滑剂，活塞印刷石墨后寿命能提高3～5倍，同时降低了活塞和缸套间的摩擦，提高了发动机的有效输出功率。但是活塞裙部印石墨只适用于带缸套的发动机。随着发动机技术的发展，要求发动机轻量化和低成本，所以使用本专利技术提供的印铁涂层的印刷液可以在活塞裙部上印了一层带铁涂层,这样铝基体的活塞和铝基体的缸体间就能形成一幅很好的摩擦副,提高了发动机的寿命,也达到降低发动机重量的目的，适用于无缸套的发动机。本专利技术的印刷液制备印铁涂层完全克服了电镀铁层的缺点，电镀重金属离子多，环境污染大；且在铝合金上电镀铁前必须先镀上一层中间合金(锌或者铜)，然后再镀铁，这样导致镀层厚度太厚，在发动机中使用时易拉缸；电镀铁层和铝基体间的结合力差，镀层易脱落；而且活塞形状复杂，在电镀时易产生尖端放电，使得整个镀层厚度不均匀。所以采用丝网印刷方式来印铁,无环境污染,材料浪费少，印铁涂层厚度均一，粘结力牢固。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为利用本专利技术的印刷液于220℃烧结制备印铁涂层后粘结力测试结果图；图2为利用本专利技术的印刷液于180℃烧结制备印铁涂层后粘结力测试结果图；图3为利用本专利技术的印刷液于195℃烧结制备印铁涂层后粘结力测试结果图；图4为印刷图形示意图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例1一种用于活塞裙部表面处理的印铁涂层的印刷液，其原料包括耐高温树脂、不锈钢粉、稀释剂、固化剂和固化促进剂。配制5kg左右的印刷液，其具体原料及用量如下：其中100％不锈钢粉粒径＜63μm，99.5％不锈钢粉粒径＜40μm，以下同。按照本专利技术的用于活塞裙部表面处理的印铁涂层的印刷液，其中不锈钢粉的含量为10％～15％都可以。相对于印石墨来说，印铁涂层中由于铁(不锈钢粉)的密度大，容易沉淀，它和铝基体的结合力也不好，为了克服这一难点，在本专利技术的配方中，使用环氧树脂E-44作为不锈钢粉的载体，不锈钢粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，所述印刷液的原料组成为耐高温树脂、不锈钢粉、稀释剂、固化剂和固化促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，所述印刷液的原料组成为耐高温树脂、不锈钢粉、稀释剂、固化剂和固化促进剂。2.根据权利要求1所述的一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，所述耐高温树脂为环氧树脂E-44，所述稀释剂为N-甲基吡咯烷酮、所述固化剂为双氰胺和二甲基甲酰胺，所述固化促进剂为三乙烯四胺和四乙烯五胺。3.根据权利要求2所述的一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，按质量份数计，印刷液的原料包括15-19份环氧树脂E-44，10份不锈钢粉，22-27份N-甲基吡咯烷酮，5-6份双氰胺，17-20份二甲基甲酰胺，5-6.5份三乙烯四胺，1.8-2.1份四乙烯五胺。4.根据权利要求3所述的一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，三乙烯四胺与四乙烯五胺质量比为2.5-3:1。5.根据权利要求3所述的一种印铁涂层的印刷液，其特征在于，按质量份数计，印刷液的原料包括17.5份环氧树脂E-44，10份不锈钢粉，25份N-甲基吡咯烷酮，5.5份双氰...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢维强，
申请(专利权)人：四川渝邻汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51