[發明專利]一種活塞表面納米涂層的返修工藝和經返修后的活塞

有效

• 申請號: 201811642616.3
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN111379642B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 張亮亮;劉亞輝;張健;宋朋虎;楊玉華;劉一村;王力;路浩輝;楊凌強;姚東亮
• 申請（專利權）人: 中內凱思汽車新動力系統有限公司
• 主分類號: F02F3/00
• 分類號: F02F3/00;C22C37/10;C23C22/00;B24C1/00;B24C11/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種用于活塞表面納米涂層返修的噴砂，其特征在于，包括：

鐵砂 5～10重量份；

白剛玉砂 20～30重量份；

樹脂球 60～85重量份；

其中，所述鐵砂的粒度小于等于1.18mm；

所述鐵砂的硬度為56～60HRC；

所述鐵砂中，0.4～0.6mm粒度的鐵砂占所述鐵砂的質量百分比大于65％，0.6～0.8mm粒度的鐵砂占所述鐵砂的質量百分比小于25％，1.0～1.18mm粒度的鐵砂占所述鐵砂的質量百分比小于2％，0.63mm以下粒度的鐵砂占所述鐵砂的質量百分比小于8％；

所述鐵砂的成分，按質量百分比計，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；

所述白剛玉砂的粒度為50～100目；

所述樹脂球的粒徑為0.5～1mm；

所述樹脂球的維氏硬度為20～30HV；

所述樹脂包括丙烯腈-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種或多種。

2.根據權利要求1所述的噴砂，其特征在于，所述鐵砂的形狀為規則的棱角鐵砂；

所述白剛玉砂的形狀為球狀。

3.一種活塞表面納米涂層的返修工藝，其特征在于，包括以下步驟：

1)采用權利要求1～2任意一項所述的噴砂，對表面復合的納米涂層不合格的活塞進行噴砂處理，然后進行清洗和烘干后，得到噴砂處理后的活塞；

2)將上述步驟得到的噴砂處理后的活塞的裙部再次復合納米涂層，固化后得到返修后的活塞。

4.根據權利要求3所述的返修工藝，其特征在于，所述活塞包括鋼質活塞；

所述噴砂處理的噴砂流量為0.1～1m³/min；

所述噴砂處理的壓力為0.5～2.5MPa；

所述噴砂處理的時間為5～15min；

所述噴砂處理后，活塞裙部的表面粗糙度Rz為10～20μm；

所述清洗包括超聲清洗、水清洗和熱水清洗中的一步或多步。

5.根據權利要求4所述的返修工藝，其特征在于，所述熱水清洗的溫度為70～90℃；

所述熱水清洗的時間為5～10min；

所述熱水中還含有0.1％～1％的防銹劑；

所述烘干的溫度為120～130℃；

所述烘干的時間為1.5～2小時。

6.根據權利要求3所述的返修工藝，其特征在于，所述再次復合的方式包括印刷和/或噴涂；

所述再次復合的溫度為20～30℃；

所述再次復合的濕度小于50RH％；

所述固化的溫度為190～210℃；

所述固化的時間為5～30min；

所述納米涂層的厚度為9～21μm。

7.一種經返修后的活塞，其特征在于，包括活塞基體；

復合在所述活塞基體表面的硅烷層；

復合在所述活塞基體的頂部和頭部表面的硅烷層上磷化層；

復合在所述活塞基體的裙部表面的硅烷層上納米涂層；

所述返修包括權利要求3～6任意一項所述的返修工藝。

8.根據權利要求7所述的活塞，其特征在于，所述經返修后的活塞為表面復合的納米涂層不合格的活塞經納米涂層返修后的活塞；

所述經返修后的活塞與所述表面復合的納米涂層合格的活塞在活塞基體表面的層結構上相一致；

所述硅烷層的厚度為1～3μm；

所述磷化層的厚度為4～8μm；

所述納米涂層的材質包括石墨、二硫化鉬和納米復合材料。

9.根據權利要求8所述的活塞，其特征在于，所述納米涂層中，所述石墨的質量含量為5％～10％；

所述納米涂層中，所述二硫化鉬的質量含量為5％～10％；

所述納米涂層中，所述納米復合材料的質量含量為80％～90％；

所述納米復合材料，按質量百分比計，包括5％～10％的TiO₂納米顆粒，5％～10％的石墨，40％～50％的粘結劑，余量為懸浮劑；

所述磷化層的結晶結構小于20μm；

所述磷化層粗糙度Rz為0.3～0.8μm；

所述磷化層的蝕刻厚度為1～3μm。