活塞裙部再制造的方法及活塞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種活塞裙部再制造的方法及活塞，所述方法包括基體預處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵；安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部；一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層；涂層后加工步驟，通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。該方法是采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復合涂層。本發(fā)明可再制造因活塞裙部磨損而報廢的活塞，或解決氣缸內(nèi)壁尺寸加大后活塞失配的問題，使活塞裙部在按照實際需要恢復或加大尺寸的同時，提高活塞裙部的表面強度和耐磨損性，延長使用壽命，提高再制造性，減少修復周期，節(jié)約能源、經(jīng)費和勞力。
【專利說明】活塞裙部再制造的方法及活塞
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機活塞再制造領域，特別涉及一種活塞裙部再制造的方法及活塞。
【背景技術(shù)】
[0002]活塞是發(fā)動機的關(guān)鍵零部件之一?；钊共繉钊饕饘?、傳熱作用，并承受來自曲柄連桿機構(gòu)的側(cè)向推力。發(fā)動機工作時，活塞裙部將受到很大的機械負荷和熱負荷，使得活塞裙部變形，如氣體壓力使得活塞頂在銷座跨度內(nèi)發(fā)生彎曲，導致裙部部位擴張變形，同時使得活塞裙部有上部收縮下部向外擴張的趨勢；在側(cè)推力作用下，裙部垂直銷座方向被壓扁，銷座軸向裙部尺寸伸長；熱負荷則使活塞裙部上部的膨脹大于下部的膨脹?；钊沟淖冃螌е氯共颗c氣缸套將產(chǎn)生不利的接觸狀態(tài)，只有裙部的上下邊緣與氣缸壁接觸，容易造成潤滑狀態(tài)惡化，裙部磨損嚴重，甚至出現(xiàn)拉缸現(xiàn)象。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)在維修時，若活塞裙部出現(xiàn)磨損，只能報廢，沒有有效的尺寸恢復方法；若氣缸套內(nèi)壁磨損，則通過鏜缸去除損傷部位，然后專門選配尺寸加大且與之匹配的活塞和活塞環(huán)，但是這種加大的活塞也只能從生產(chǎn)廠家訂購新品，也沒有在標準尺寸或待修復品上加大尺寸的方法。另外活塞生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)活塞時因為裙部超差有0.2~0.3%的報廢率，目前沒有活塞裙部尺寸恢復或加大的方法。
[0004]公開于該發(fā)明【背景技術(shù)】部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般【背景技術(shù)】的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種恢復或加大活塞裙部尺寸的方法，它能在按照實際需要恢復或加大活塞裙部尺寸的同時，提高活塞裙部的表面強度和耐磨損性，延長使用壽命，提升再制造性。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復合涂層。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種活塞裙部再制造的方法，所述方法包括以下步驟:基體預處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵；安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部；一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層；涂層后加工步驟，通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。
[0008]優(yōu)選地，所述基體預處理步驟還包括在清除基體表面的油脂和灰塵之前，對待修復的活塞進行去除損傷處理。對于新品不必進行此處理。
[0009]優(yōu)選地，在所述基體預清理步驟中清除基體表面的油脂和灰塵之后，或者在安裝卡具步驟之后，包括使待噴涂表面粗糙化的粗化處理。
[0010]優(yōu)選地，所述涂層后加工步驟包括在磨削加工之前的封孔處理，在噴涂完畢后立即用樹脂對涂層進行封孔處理。例如可以使用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述噴涂步驟采用超音速等離子噴涂技術(shù)制備涂層。
[0012]優(yōu)選地，所述涂層的材料為鎳鋁復合粉末或鎳鉻鋁復合粉末。
[0013]優(yōu)選地，所述活塞裙部由鋁合金或者鑄鐵制成。
[0014]可選地，所述涂層厚度在0.1~0.4mm。
[0015]可選地，在所述噴涂步驟之前包括預熱步驟，對基體進行預加熱。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種活塞，其特征在于，具有通過再制造方法加工過的活塞裙部，所述活塞裙部具備涂層。
[0017]本發(fā)明通過采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復合涂層，可實現(xiàn)磨損活塞裙部的尺寸恢復，避免到廠家生產(chǎn)、訂購專門與鏜磨修復后的氣缸套匹配的尺寸加大的活塞。另外還可為活塞生產(chǎn)廠家對超差的活塞裙部恢復尺寸提供技術(shù)途徑。這種方法簡單，提高了裙部耐磨性，提升了活塞裙部的再制造性和重復利用率，減少了零件修復周期，降低了報廢率，節(jié)約了能源、經(jīng)費和勞力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的【具體實施方式】，本發(fā)明的裝置 所具有的其它特征和優(yōu)點將變得清楚或更為具體地得以闡明。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的活塞裙部再制造方法的流程圖。
[0020]應當了解，所附附圖并非按比例地顯示了本發(fā)明的基本原理的圖示性的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征包括例如具體尺寸、方向、位置和外形將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。
【具體實施方式】
[0021]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0022]作為本發(fā)明的一種實施方式，采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復合涂層。超音速等離子噴涂技術(shù)是熱噴涂技術(shù)的一種，它具有焰流溫度高，噴涂粒子飛行速度高的特點，可噴涂材料廣泛、涂層致密、與基體的結(jié)合強度高。利用等離子焰(非轉(zhuǎn)移型等離子弧)將引入的噴涂粉末加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，并在等離子焰的作用下，高速度地撞擊到經(jīng)處理過的基材表面上，然后攤平、鋪展，最終形成具有層片狀結(jié)構(gòu)的涂層。
[0023]鎳鋁復合粉末或者鎳鉻鋁復合粉末是一種常用的耐磨、耐蝕、高粘結(jié)性，且有較好韌性的噴涂材料?；钊牟牧峡梢允卿X合金或者是鑄鐵，優(yōu)選地是鋁合金，其對鎳鋁復合材料的潤濕性好。涂層厚度可以在0.1~0.4mm的范圍內(nèi)，有較高的結(jié)合強度。
[0024]采用超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備鎳鋁復合涂層包括基體預處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵。對于待修復的活塞還需要在清除油脂和灰塵之前進行去除損傷處理，一般采用磨削加工，而對于新品則不必進行此處理?？梢栽谇宄椭突覊m之后進行粗化處理，通常采用噴砂法粗化，也可采用其它方法粗化?；蛘咴诎惭b了卡具之后進行粗化處理，只對待噴涂部位(即活塞裙部)粗化，對其它部位進行保護，避免損傷。[0025]還包括安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部?？ň咂鸬奖Ｗo和固定的作用。
[0026]之后進行一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層。可根據(jù)涂層的厚度選擇噴涂的次數(shù)，對于涂層較厚的情況可進行多次噴涂。
[0027]噴涂之后進行涂層后加工步驟，例如通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。
[0028]將參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的具體實施例。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，活塞裙部再制造的方法包括以下步驟:基體預處理步驟S10，用于清除基體表面的油脂和灰塵，在本實例中通過空燒(150°c X 120min)或用脫脂溶劑徹底清除活塞表面的油脂和灰塵。本是實施例中的基體為某發(fā)動機活塞，材料為LD8鍛造鋁合金。
[0029]接下來是安裝卡具步驟S20，制作卡具保護活塞環(huán)槽和活塞銷孔，側(cè)面只露出待噴的裙部。利用卡具將活塞固定在卡盤上，以便進行后續(xù)的噴涂步驟。
[0030]在噴涂步驟S30中，通過超音速等離子噴涂技術(shù)在活塞裙部表面制備涂層。先用超音速等離子焰流把活塞預熱到150°C，然后開始送粉，實施噴涂。本實施例中涂層厚度為
0.25mm,預留了 0.1~0.15mm的后加工余量。噴涂參數(shù)如下:
[0031]主氣(Ar)流量:3.2m3/h
[0032]次氣(H2)流量:0.25m3A
[0033]載氣(N2)流量:0.6m3/h
[0034]工作電壓:140V
[0035]工作電流:380A
[0036]噴涂距離:120~150mm
[0037]送粉量:35g/min
[0038]涂層材料:鎳包鋁復合粉末，牌號KF-2F，粒度-300~+400目。
[0039]最后是涂層后加工步驟S40，通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。
[0040]此外，為了使涂層的效果更好，可以在基體預處理之前對基體進行粗化處理，例如用36目的剛玉砂均勻噴砂粗化處理，然后進行清洗。也可以在安裝卡具之后，只對待噴涂的部分進行粗化處理，例如用36目的剛玉砂均勻噴砂粗化處理，然后用壓縮空氣將基體表面吹凈。
[0041]涂層厚度可以在0.1~0.4_之間，若需要的涂層較厚，則可分多次實施噴涂，防止一次噴涂時間太長，基體過熱。
[0042]此外，在噴涂步驟之后，可以進行封孔處理，例如噴涂完畢后立即用環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂對涂層進行封孔處理，封孔時必須在噴涂結(jié)束后，基體未冷卻前實施，這樣封孔的效果最佳。然后在進行涂層后加工，通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。
[0043]活塞與氣缸套之間通過活塞環(huán)摩擦配副，在活塞運動時裙部起導向作用。因而裙部與氣缸套之間的配合精度要求比活塞環(huán)槽部高，即對于大修后氣缸套內(nèi)徑尺寸加大的情況，當配合公差在一級維修的范圍內(nèi)時，只要在標準活塞裙部涂覆涂層加大該部分的尺寸，就可滿足工作需要。對于生產(chǎn)時因裙部超差報廢的活塞，也可通過涂覆涂層，使尺寸恢復到工藝規(guī)范的要求，能夠有效的降低制造成本。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明權(quán)利要求的`涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 基體預處理步驟，用于清除基體表面的油脂和灰塵； 安裝卡具步驟，安裝卡具只露出待噴的活塞裙部； 一次或多次噴涂步驟，在活塞裙部表面制備涂層； 涂層后加工步驟，通過磨削加工，使活塞裙部達到工藝規(guī)范的要求。
2.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述基體預處理步驟還包括在清除基體表面的油脂和灰塵之前，對待修復的活塞進行去除損傷處理。
3.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，在所述基體預清理步驟中清除基體表面的油脂和灰塵之后，或者在安裝卡具步驟之后，包括使待噴涂表面粗糙化的粗化處理。
4.如權(quán)利要求1所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述涂層后加工步驟包括在磨削加工之前的封孔處理，在噴涂完畢后立即用樹脂對涂層進行封孔處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述噴涂步驟采用超音速等離子噴涂技術(shù)制備涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述涂層的材料為鎳鋁復合粉末或鎳鉻鋁復合粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造`的方法，其特征在于，所述活塞裙部由招合金或者鑄鐵制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，所述樹脂為環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的活塞裙部再制造的方法，其特征在于，在所述噴涂步驟之前包括預熱步驟，對基體進行預加熱。
10.一種活塞，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-9所述的方法制造的活塞裙部，所述活塞裙部具備涂層。
【文檔編號】C23C4/12GK103710663SQ201310722770
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】劉明, 王海軍, 姜祎, 但偉, 閆耀東 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學院