铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法，它涉及一种对发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法。本发明专利技术为了解决现有对缸体缸孔电镀硬铬的污染和缸体使用寿命短或氧化处理的方法得到的氧化膜致密层厚度比较薄的技术问题。本方法如下：将石墨棒固定在汽缸体的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，在石墨棒与汽缸体之间采用直流脉冲电源施加直流脉冲，石墨棒接负极，汽缸体接正极，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50℃，本方法能够在缸孔内壁上生成一层AL2O3陶瓷膜，该陶瓷膜硬度可达到HV800以上，厚度为30μm～150μm，能够显著提高发动机的性能和使用寿命(可提高约10％的输出功率，节油在15％以上，并能增加使用寿命达2倍以上)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种对发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法。
技术介绍
发动机汽缸缸孔表面与活塞环配合，工作中活塞环在缸孔内高速上下滑动，这就要求缸孔表面必须耐磨，并能满足发动机工作性能和使用寿命的要求。园林机械(如割草机和油锯等)用发动机均采用无缸套一体化铝合金汽缸，因铝合金较软不耐磨，需要对缸孔进行表面处理，满足发动机对汽缸的耐磨性的要求。目前，缸孔表面处理以电镀硬铬工艺为主，这种工艺对环境污染严重，并且汽缸使用寿命较短。 船用舷外机(或称外挂机)和乘用车发动机一般采用缸套式分体汽缸，这种汽缸在装配时缸套和缸体为紧配合，装配难度大，工艺成本高。因此，如果直接在缸孔表面生成一层耐磨涂层，通过这一耐磨涂层期望实现无缸套式整体汽缸，达到简化工艺、改善发动机性能和寿命的目的。现有方法实现对缸体缸孔进行氧化处理，但存在如下问题(I)该工艺采用导流管将缸孔内的工作液排出，受导流管流量限制，氧化时产生的热量如果不能及时排出，就会使缸孔内溶液温度上升很快，使缸孔受热变形，产生圆度或圆柱度误差。(2)如割草机、油锯等用的汽缸缸体上无法安装导流管，即使能够安装，也只能在火花塞的位置安装，导致溶液排出流量很小，将造成缸孔内溶液温度急剧上升，使缸孔受热变形，同样也将产生圆度或圆柱度误差。(3)由于该工艺采用单向直流脉冲电源，氧化膜致密层厚度很难超过O. 05_。(4)该工艺采用不锈钢管，由于氧化过程中阴极存在损耗，因此不锈钢管必须频繁更换。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决对缸体缸孔电镀硬铬的污染和缸体使用寿命短或氧化处理的方法得到的氧化膜致密层厚度比较薄的技术问题，提供了一种。如下碱性工作液置于槽体中，将石墨棒固定在汽缸体的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，石墨棒接直流脉冲电源负极，汽缸体接直流脉冲电源正极，工作液循环泵通过工作液循环入口管从槽体中抽取碱性工作液，同时通过工作液循环出口管将碱性工作液注入到汽缸体的缸孔中，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50°C,在石墨棒与汽缸体之间施加直流脉冲处理一个周期S,完成招合金发动机缸体缸孔陶瓷化；所述碱性工作液由氢氧化钾和硅酸钠组成，其中氢氧化钾的浓度为lg/L 2g/L，硅酸钠的浓度为2g/L 20g/L ；所述一个周期S内直流脉冲按照以下方式进行在tl时刻，输出一宽度为TzU幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为TfU幅值为Vfl的负向脉冲；在t2时刻，输出一宽度为Tz2、幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为Tf2、幅值为Vfl的负向脉冲；按同样规律，在ti时刻，输出一宽度为Tzi、幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为Tfi、幅值为Vfl的负向脉冲；任意时刻的正向脉冲幅值相等均为Vzl，正向脉冲幅值Vzl为500V 700V，任意时刻的负向脉冲幅值相等均为Vf 1，负向脉冲幅值Vf I为-150V -30V，脉冲频率为20Hz 500Hz, Tzi = Tfi, Vzi > Vfi,ti > t^+Tzl+TfI, t0 = Ο,ΤζΙ = Tfl = 0. Ols O. 08s,i = 1,2, 3,4, ......η,从tl时刻开始到tn刻为一周期S, S为40min 90min。上述碱性工作液还可以由钨酸钠及铝酸钠中的一种或两种与氢氧化钾和硅酸钠组成，其中钨酸钠的浓度为lg/L 8g/L，铝酸钠的浓度为lg/L 10g/L，氢氧化钾的浓度为lg/L 2g/L,娃酸钠的浓度为2g/L 20g/。本专利技术通过在石墨棒(也可采用不锈钢或钛合金棒)和铝合金汽缸体之间施加脉冲电压，利用高压脉冲电源在缸孔表面产生等离子体放电，使其和碱性工作液中的氧在电场和瞬时高温下发生电化学反应生成以α相为主的AL2O3陶瓷膜层，牢固地生长附着在缸孔内壁表面。该陶瓷膜层具有与基体结合强度高、耐腐蚀、耐磨损、耐高温、抗烧蚀的特点。本方法能够在缸孔内壁上生成一层AL2O3陶瓷膜，该陶瓷膜硬度可达到HV800以上，厚度为30μπι 150μπι，能够显著提高发动机的性能和使用寿命(可提高约10%的输出功率，节油在15%以上，并能增加使用寿命达2倍以上)。附图说明图I是本专利技术方法示意图；图2是本专利技术直流脉冲电源施加直流脉冲的波形图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一结合图I和图2本实施方式如下碱性工作液置于槽体6中，将石墨棒2固定在汽缸体I的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，石墨棒2接直流脉冲电源负极，汽缸体I接直流脉冲电源正极，工作液循环泵5通过工作液循环入口管4从槽体6中抽取碱性工作液，同时通过工作液循环出口管3将碱性工作液注入到汽缸体I的缸孔中，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50°C，在石墨棒2与汽缸体I之间施加直流脉冲处理一个周期S，完成铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化；所述碱性工作液由氢氧化钾和硅酸钠组成，其中氢氧化钾的浓度为lg/L 2g/L，硅酸钠的浓度为2g/L 20g/L ；所述一个周期S内直流脉冲按照以下方式进行在tl时刻，输出一宽度为TzU幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为TfU幅值为Vfl的负向脉冲；在t2时刻，输出一宽度为Tz2、幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为Tf2、幅值为Vfl的负向脉冲；按同样规律，在ti时刻，输出一宽度为Tzi、幅值为Vzl的正向脉冲，该脉冲结束时立即输出一宽度为Tfi、幅值为Vfl的负向脉冲； 任意时刻的正向脉冲幅值相等均为Vzl，正向脉冲幅值Vzl为500V 700V，任意时刻的负向脉冲幅值相等均为Vf 1，负向脉冲幅值Vf I为-150V -30V，脉冲频率为20Hz 500Hz,Tzi = Tfi, Vzi > Vfi,ti > t^+Tzl+TfI, t0 = Ο,ΤζΙ = Tfl = 0. Ols O. 08s,i = 1,2, 3,4, ......η,从tl时刻开始到tn时刻为一周期S, S为40min 90min。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述碱性工作液由氢氧化钾和硅酸钠组成，其中氢氧化钾的浓度为2g/L，硅酸钠的浓度为15g/L。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中所述正向脉冲幅值Vzl为520V，负向脉冲幅值Vfl为-80V。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四结合图I和图2本实施方式如下碱性工作液置于槽体6中，将石墨棒2固定在汽缸体I的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，石墨棒2接直流脉冲电源负极，汽缸体I接直流脉冲电源正极，工作液循环泵5通过工作液循环入口管4从槽体6中抽取碱性工作液，同时通过工作液循环出口管3将碱性工作液注入到汽缸体I的缸孔中，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50°C，在石墨棒2与汽缸体I之间施加直流脉冲处理一个周期S，完成铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化；所述碱性工作液由钨酸钠或铝酸钠与氢氧化钾和硅酸钠组成，其中钨酸钠的浓度为lg/L 8g/L，铝酸钠的浓度为lg/L 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法，其特征在于铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法如下 碱性工作液置于槽体(6)中，将石墨棒(2)固定在汽缸体(I)的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，石墨棒(2)接直流脉冲电源负极，汽缸体(I)接直流脉冲电源正极，工作液循环泵(5)通过工作液循环入口管(4)从槽体(6)中抽取碱性工作液，同时通过工作液循环出口管(3)将碱性工作液注入到汽缸体(I)的缸孔中，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50°C，在石墨棒(2)与汽缸体(I)之间施加直流脉冲处理一个周期S，完成铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化； 所述碱性工作液由氢氧化钾和硅酸钠组成，其中氢氧化钾的浓度为lg/L 2g/L，硅酸钠的浓度为2g/L 20g/L ； 所述一个周期S内直流脉冲按照以下方式进行 在tl时刻，输出一宽度为Tzl、幅值为Vzl的正向脉冲， 该脉冲结束时立即输出一宽度为TfI、幅值为Vfl的负向脉冲； 在t2时刻，输出一宽度为Tz2、幅值为Vzl的正向脉冲， 该脉冲结束时立即输出一宽度为Tf2、幅值为Vfl的负向脉冲； 按同样规律， 在ti时刻，输出一宽度为Tzi、幅值为Vzl的正向脉冲， 该脉冲结束时立即输出一宽度为Tfi、幅值为Vfl的负向脉冲； 任意时刻的正向脉冲幅值相等均为Vzl，正向脉冲幅值Vzl为500V 700V，任意时刻的负向脉冲幅值相等均为Vf 1，负向脉冲幅值Vfl为-150V -30V，脉冲频率为20Hz 500Hz,Tzi = Tfi, Vzi > Vfi, ti > t^+Tzl+TfI, t0 = O, Tzl = Tfl = O. Ols O. 08s, i =1，2，3，4，……n，从tl时刻开始到tn时刻为一周期S，S为40min 90min。2.根据权利要求I所述铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法，其特征在于步骤一中所述碱性工作液由氢氧化钾和硅酸钠组成，其中氢氧化钾的浓度为2g/L，硅酸钠的浓度为15g/L。3.根据权利要求I所述铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法，其特征在于步骤二中所述正向脉冲幅值Vzl为520V，负向脉冲幅值Vfl为-80V。4.权利要求I所述铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法，其特征在于铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化处理方法如下 碱性工作液置于槽体(6)中，将石墨棒(2)固定在汽缸体(I)的缸孔中，然后整体浸入碱性工作液中，石墨棒(2)接直流脉冲电源负极，汽缸体(I)接直流脉冲电源正极，工作液循环泵(5)通过工作液循环入口管(4)从槽体(6)中抽取碱性工作液，同时通过工作液循环出口管(3)将碱性工作液注入到汽缸体(I)的缸孔中，使缸孔中的碱性工作液形成循环流动，并保持碱性工作液液温不高于50°C，在石墨棒(2)与汽缸体(I)之间施加直流脉冲处理一个周期S，完成铝合金发动机缸体缸孔陶瓷化； 所述碱性工作液由钨酸钠或铝酸钠与氢氧化钾和硅酸钠组成，其中钨酸钠的浓度为lg/L 8g/L，铝酸钠的浓度为lg/L 10g/L，氢氧化钾的浓度为lg/L 2g/L，硅酸钠的浓度为 2g/L 20g/L ；所述一个周期S内直流脉冲按照以下方式进行 在tl时刻，输出一宽度为Tzl、幅值为Vzl的正向脉冲， 该脉冲结束时立即输出一宽度为TfI、幅值为Vfl的负向脉冲； 在t2时刻，输出一宽度为Tz2、幅值为Vzl的正向脉冲， 该脉冲结束时立即输出一宽度为T...
【专利技术属性】
技术研发人员：狄士春，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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