一种活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞制造技术

本发明专利技术提供了一种用于活塞的表面纳米涂层返修的喷砂，包括5～10重量份的铁砂以及20～30重量份的白刚玉砂；所述铁砂的粒度小于等于1.18mm；所述白刚玉砂的粒度为50～100目。本发明专利技术还提供了一种活塞表面纳米涂层的返修工艺。本发明专利技术提供的用于表面复合的纳米涂层不合格的活塞的表面纳米涂层返修的喷砂以及相应的返修工艺，能够通过喷砂处理去除不合格的纳米涂层，但是不会破坏活塞头部表面的磷化层，而且也不会破坏裙部纳米涂层下面的硅烷层，从而使得喷砂后的活塞，重新印刷纳米涂层后，将已报废的活塞重新成为合格产品，有效地节约了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞
本专利技术属于活塞修复
，涉及一种用于活塞表面纳米涂层返修的喷砂、活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞，尤其涉及一种用于表面复合的纳米涂层不合格的活塞的表面纳米涂层返修的喷砂、表面复合的纳米涂层不合格的活塞的表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞。
技术介绍
活塞是汽车发动机汽缸体中作往复运动的机件，其主要作用是承受汽缸中的燃烧压力，并将此力通过活塞销和连杆传给曲轴。此外，活塞还与汽缸盖、汽缸壁共同组成燃烧室。整个活塞主要可以分为顶部、头部和裙部3个部分。活塞顶是燃烧室的组成部分，因而常制成不同的形状。活塞头部是活塞销座以上的部分，活塞头部安装活塞环，以防止高温、高压燃气窜入曲轴箱，同时阻止机油窜入燃烧室；活塞顶部所吸收的热量大部分也要通过活塞头部传给汽缸，进而通过冷却介质传走，活塞头部加工有数道安装活塞环的环槽，即活塞环槽。活塞环槽以下的所有部分称为活塞裙，其作用是引导活塞在汽缸中作往复运动并承受侧压力。当发动机工作时，因缸内气体压力的作用，活塞会产生弯曲变形，活塞受热后，由于活塞销处的金属多，因此其膨胀量大于其他各处。此外，活塞在侧压力作用下还会产生挤压变形等等。正是由于活塞长期处于高温、高压、高速、润滑不良的条件下，在工作时必须承受交变的机械负荷和热负荷，直接与高温气体接触，受到燃气的化学腐蚀作用。因此，必须要求活塞具有较高强度、较好的韧性、良好的导热性及抗腐蚀性，特别是活塞裙部。随着内燃机爆发压力和升功率的提高，对发动机及其零配件提出了更高的要求，传统铝活塞已不能满足中重载柴油机的相关需求，锻钢活塞取代铝活塞应用于中重载柴油机已是活塞发展不可逆转的趋势。而且通过减低活塞压缩高，减小活塞裙部表面摩擦因子，从而降低油耗、提高燃油经济性已经成为内燃机最主要的技术发展方向之一。所以，在制备工艺中通过在活塞裙部印刷纳米涂层，来提高裙部的性能，但是由于纳米涂层印刷工艺的稳定性较差，常会出现印刷的不合格产品，降低了成品率，而且将其报废，则抬高了整体制备工艺的生产成本。因此，如何找到一种方法，对这些表面纳米涂层印刷不合格的活塞进行再利用，解决上述生产过程中存在的问题，已成为诸多活塞生产厂商亟待解决的问题之一。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于活塞表面纳米涂层返修的喷砂、活塞表面纳米涂层的返修工艺和经返修后的活塞，特别是一种表面复合的纳米涂层不合格的活塞的表面纳米涂层的返修工艺，本专利技术提供的喷砂和返修工艺，能够使已报废的活塞重新成为合格产品，具有与合格的活塞相同的结构和性能，有效地节约了生产成本，降低了废品损失。本专利技术提供了一种用于活塞表面纳米涂层返修的喷砂，其特征在于，包括：铁砂5～10重量份；白刚玉砂20～30重量份；所述铁砂的粒度小于等于1.18mm；所述白刚玉砂的粒度为50～100目。优选的，所述铁砂的形状为规则的棱角铁砂；所述白刚玉砂的形状为球状；所述铁砂的硬度为56～60HRC；所述铁砂中，0.4～0.6mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比大于65％，0.6～0.8mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于25％，1.0～1.18mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于2％，0.63mm以下粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于8％。优选的，所述铁砂的成分，按质量百分比计，包括：2.8％～3.2％的C、0.5％～1.5％的Si、0.3％～0.7％的Mn、≤0.2％的P、≤0.15％的S以及余量的Fe；所述喷砂中还包括树脂球；所述树脂球的比例为60～85重量份；所述树脂球的粒径为0.5～1mm；所述树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯中的一种或多种；所述树脂球的维氏硬度为20～30HV。本专利技术提供了一种活塞表面纳米涂层的返修工艺，包括以下步骤：1)采用上述技术方案任意一项所述的喷砂，对表面复合的纳米涂层不合格的活塞进行喷砂处理，然后进行清洗和烘干后，得到喷砂处理后的活塞；2)将上述步骤得到的喷砂处理后的活塞的裙部再次复合纳米涂层，固化后得到返修后的活塞。优选的，所述活塞包括钢质活塞；所述喷砂处理的喷砂流量为0.1～1m3/min；所述喷砂处理的压力为0.5～2.5MPa；所述喷砂处理的时间为5～15min；所述喷砂处理后，活塞裙部的表面粗糙度RZ为10～20；所述清洗包括超声清洗、水清洗和热水清洗中的一步或多步。优选的，所述热水清洗的温度为70～90℃；所述热水清洗的时间为5～10min；所述热水中还含有0.1％～1％的防锈剂；所述烘干的温度为120～130℃；所述烘干的时间为1.5～2小时。优选的，所述再次复合的方式包括印刷和/或喷涂；所述再次复合的温度为20～30℃；所述再次复合的湿度小于50RH％；所述固化的温度为190～210℃；所述固化的时间为5～30min；所述纳米涂层的厚度为9～21μm。本专利技术提供了一种经返修后的活塞，包括活塞基体；复合在所述活塞基体表面的硅烷层；复合在所述活塞基体的顶部和头部表面的硅烷层上磷化层；复合在所述活塞基体的裙部表面的硅烷层上纳米涂层。优选的，所述经返修后的活塞为表面复合的纳米涂层不合格的活塞经纳米涂层返修后的活塞；所述经返修后的活塞与所述表面复合的纳米涂层合格的活塞在活塞基体表面的层结构上相一致；所述硅烷层的厚度为1～3μm；所述磷化层的厚度为4～8μm；所述纳米涂层的材质包括石墨、二硫化钼和纳米复合材料。优选的，所述纳米涂层中，所述石墨的质量含量为5％～10％；所述纳米涂层中，所述二硫化钼的质量含量为5％～10％；所述纳米涂层中，所述纳米复合材料的质量含量为80％～90％；所述纳米复合材料，按质量百分比计，包括5％～10％的TiO2纳米颗粒，5％～10％的石墨，40％～50％的粘结剂，余量为悬浮剂；所述磷化层的结晶结构小于20μm；所述磷化层粗糙度RZ为0.3～0.8；所述磷化层的蚀刻厚度为1～3μm。本专利技术提供了一种用于活塞的表面纳米涂层返修的喷砂，包括5～10重量份的铁砂以及20～30重量份的白刚玉砂；所述铁砂的粒度小于等于1.18mm；所述白刚玉砂的粒度为50～100目。与现有技术相比，本专利技术针对现有的钢质活塞裙部表层的纳米涂层制备过程中稳定性较差，常会出现印刷的不合格产品，降低了成品率，报废，则抬高了整体制备工艺的生产成本等缺陷。本专利技术创造性的提供了一种用于表面复合的纳米涂层不合格的活塞的表面纳米涂层返修的喷砂以及相应的返修工艺，采用本专利技术提供的喷砂，能够通过喷砂处理去除不合格的纳米涂层，但是不会破坏活塞头部与裙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于活塞表面纳米涂层返修的喷砂，其特征在于，包括：/n铁砂 5～10重量份；/n白刚玉砂 20～30重量份；/n所述铁砂的粒度小于等于1.18mm；/n所述白刚玉砂的粒度为50～100目。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于活塞表面纳米涂层返修的喷砂，其特征在于，包括：
铁砂5～10重量份；
白刚玉砂20～30重量份；
所述铁砂的粒度小于等于1.18mm；
所述白刚玉砂的粒度为50～100目。


2.根据权利要求1所述的喷砂，其特征在于，所述铁砂的形状为规则的棱角铁砂；
所述白刚玉砂的形状为球状；
所述铁砂的硬度为56～60HRC；
所述铁砂中，0.4～0.6mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比大于65％，0.6～0.8mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于25％，1.0～1.18mm粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于2％，0.63mm以下粒度的铁砂占所述铁砂的质量百分比小于8％。


3.根据权利要求2所述的喷砂，其特征在于，所述铁砂的成分，按质量百分比计，包括：2.8％～3.2％的C、0.5％～1.5％的Si、0.3％～0.7％的Mn、≤0.2％的P、≤0.15％的S以及余量的Fe；
所述喷砂中还包括树脂球；
所述树脂球的比例为60～85重量份；
所述树脂球的粒径为0.5～1mm；
所述树脂包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯中的一种或多种；
所述树脂球的维氏硬度为20～30HV。


4.一种活塞表面纳米涂层的返修工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)采用权利要求1～3任意一项所述的喷砂，对表面复合的纳米涂层不合格的活塞进行喷砂处理，然后进行清洗和烘干后，得到喷砂处理后的活塞；
2)将上述步骤得到的喷砂处理后的活塞的裙部再次复合纳米涂层，固化后得到返修后的活塞。


5.根据权利要求4所述的返修工艺，其特征在于，所述活塞包括钢质活塞；
所述喷砂处理的喷砂流量为0.1～1m3/min；
所述喷砂处理的压力为0.5～2.5MPa；
所述喷砂处理的时间为5～15min；
所述喷砂处理后，活塞裙部的表面粗糙度RZ为10～20；

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮亮，张健，王力，刘一村，宋鹏虎，郭岩，刘干师，杨玉华，
申请(专利权)人：中内凯思汽车新动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41