專利名稱：一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及于一種表面處理技術，具體說是一種提高基體硬度較高的球鐵活塞環(huán)鍍 鉻層的結合強度方法。
背景技術：
隨著發(fā)動機向大功率、高轉速、高負荷方向發(fā)展，開發(fā)高硬度球墨鑄鐵材質的活塞 環(huán)，提高活塞環(huán)的耐磨性、耐沖擊性是活塞環(huán)行業(yè)研究的課題之一。而在高硬度球鐵活 塞環(huán)的開發(fā)過程中遇到了鍍鉻結合力差的難題——高硬度球鐵環(huán)(KV4: HRB=112-117) 在鍍鉻生產中，采用原球鐵環(huán)(KV1: TOB=104-112)鍍鉻方案，鉻層雖然能夠較好沉積， 但是抽樣進行扭曲90。以上的結合強度檢測，發(fā)現明顯有鉻層從基體上脫落現象，嚴重 影響了 KV4活塞環(huán)的加工成品率。KV4、 KV1是歐洲球墨鑄鐵的牌號標準，其中KV8相當 于中國的牌號為NHC-8的球墨鑄鐵，KV1相當于中國的牌號為NHC-7的球墨鑄鐵。

發(fā)明內容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于解決上述現有技術中存在的問題，提供一種高硬度球 鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其可以有效的防止鍍鉻層脫落。
本發(fā)明的思路是:結合KV4材質活塞環(huán)基體硬度高的特性，對球鐵環(huán)鍍鉻原理進行 分析，決定在反刻溶液和正鍍溶液中直接加入含氟無機添加劑和有機磺酸添加劑，并加 大反刻電流密度。通過上述兩種添加劑的加入和量的控制，以及反刻電流的控制，對KV4 高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻層結合強度能完全得到控制和預防。
技術方案為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下方法 一種球鐵活塞環(huán)鍍鉻
工藝，包括如下步驟
(1) 裝夾將鍍前加工好的球鐵活塞環(huán)裝入鍍鉻工裝，并裝好工裝陰極保護套；
(2) 噴砂；
(3) 鍍前清洗；
(4) 反刻處理槽溫58-62°C，反刻電流密度40-45A/dm2，處理時間50-60S; 每升槽液中含有如下組分Cr03: 180-220g， H2S04: 1. 4-2. Og， Cr3+: 1-5g，含氟無機添 加劑3-7g，有機磺酸添加劑12-15 ml;
(5) 超聲波清洗槽溫58-62°C，處理時間2-2.5 min;每升槽液中含有如下 組分Cr03: 140-160g， H2S04: 1.2-1.6g， Cr3+: l_4g;
(6) 正鍍槽溫58-62°C，電流密度60-65A/dm2,處理時間2小時30分一3 小時20分，每升槽液中含有如下組分Cr03: 80-220g， H2S04: 1. 4-2. 0 g， Cr3+: l-5g，含氟無機添加劑3-7g，有機磺酸添加劑12-15 ml;
(7) 出槽漂洗；
(8) 卸夾。
步驟(1)中所述的球鐵活塞環(huán)所用的球鐵的牌號為NHC-8。
步驟(2)中有關參數150-180目白剛玉砂；空氣壓力0. 6-0. 8Mpa;砂水比10-15% (V/V);工件轉速36轉/分；噴槍移動速度245mm/min;噴射角度75-85° ;噴砂 2次。
步驟(3)中用流動水將附在環(huán)表面的砂粒清洗干凈。
步驟(4)、步驟(6)中所述的含氟無機添加劑為氟化鉀或氟化鈉。
步驟(4)、步驟(6)中所述的有機磺酸添加劑為甲烷磺酸。
有益效果(1)按本發(fā)明工藝的方法操作和控制，在不同電鍍槽次的十筒環(huán)中抽取 20片進行扭曲90°以上的結合強度試驗，均未發(fā)現鉻層從基體上脫落現象，KV4球鐵環(huán) 鍍鉻成品率達到99.1%的指標要求。(2)無需增加設備裝置和人員，只需改進操作控制 和加入兩類添加劑，即可解決了KV4材質球鐵環(huán)鍍鉻層結合強度差的問題。(3)操作上， 同原球鐵環(huán)鍍鉻方案相比，無特殊性復雜要求。(4)高硬度球鐵環(huán)鍍鉻層防脫技術是高 硬度球鐵環(huán)開發(fā)最關鍵的技術瓶頸之一，該發(fā)明工藝的實施，解決了KV4球鐵環(huán)鍍鉻批 量生產問題，為公司產品進入大功率、高轉速、高負荷發(fā)動機市場打下了堅實基礎。
具體實施例方式
根據下述實施例，可以更好的理解本發(fā)明。然而，本領域的技術人員容易理解，實 施例所描述的具體的物料配比、工藝條件及其結果僅用于說明本發(fā)明，而不應當也不會 限制權利要求書中所詳細描述的本發(fā)明。 實施例1:
用牌號為NHC-8的高強球墨鑄鐵制造活塞環(huán)，應用于錫柴4DF3 (0110)球楔鉻平， 要求鉻層厚度0. 15-0. 19 mm
1、 裝夾將鍍前加工好的活塞環(huán)裝入鍍鉻工裝，并裝好工裝陰極保護套；
2、 噴砂裝好導電帽，將環(huán)吊放在濕式噴砂機傳動盤上，按動按鈕；有關參數 150目白剛玉砂；空氣壓力0.6Mpa;砂水比10% (V/V);工件轉速36轉/
分；噴槍移動速度245mm/min;噴射角度75° ;噴砂2次(上、下一個行程 為一次)；
3、 鍍前清洗用自來水將附在環(huán)表面的砂粒清洗干凈；
4、 反刻處理槽溫58°C，逆電電流密度40A/dm2，處理時間60S 每升槽液中含有如下組分Cr03: 180g， H2S04: 1.4 g， Cr3+: lg，氟化鉀3 g，甲垸磺酸12 ml;
5、 超聲波清洗槽溫58°C，處理時間2.5 min， 每升槽液中含有如下的組分Cr03: 140g， H2S04: 1.2g， Cr3+: lg;
6、 正鍍槽溫58°C，電流密度60A/dm2，處理時間2h40min; 每升槽液中含有如下組分Cr03: 180g/， H2S04: 1.4g， Cr3+: lg，氟化鉀3g，
甲垸磺酸12 ml;
7、 出槽漂洗；
8、 卸夾。
對實施例1所得的鍍鉻活塞環(huán)抽取20片進行鉻層檢測鉻層平均厚度0.171 mm， 鍍鉻速度0.064 ram/h;鉻層平均硬度952HV0. 1;扭曲90°以上的結合強度試驗，均未 發(fā)現鉻層從基體脫落現象。
實施例2:工藝同實施例l，所不同的是步驟4中的含氟無機添加劑為氟化鉀， 每升槽液中含有4.5g;步驟6中的含氟無機添加劑為氟化鈉，每升槽液中含有4.5g。
實施例3:
用牌號為NHC-8的高強球墨鑄鐵制造活塞環(huán)，應用于大柴CA4DD (C98)球楔鉻平， 要求鉻層厚度0. 15-0. 19 mm
1、 裝夾將鍍前加工好的活塞環(huán)裝入鍍鉻工裝，并裝好工裝陰極保護套；
2、 噴砂裝好導電帽，將環(huán)吊放在濕式噴砂機傳動盤上，按動按鈕；有關參數 180目白剛玉砂；空氣壓力0.8Mpa;砂水比15% (V/V);工件轉速36轉/ 分；噴槍移動速度245隱/min;噴射角度85° ;噴砂2次(上、下一個行程 為一次)；
3、 鍍前清洗用自來水將附在環(huán)表面的砂粒清洗干凈；
4、 反刻處理槽溫62°C，逆電電流密度45A/dm2，處理時間50S; 每升槽液中含有如下組分Cr03: 220g ， H2S04 : 2. Og， Cr3+ : 5g ，氟化鈉 7g，甲垸磺酸15 ml ;
5、 超聲波清洗槽溫62°C，處理時間2min; 每升槽液中含有如下組分:Cr03 : 60g， H2S04: 1.6g , Cr3+: 4g;
6、 正鍍槽溫62°C，電流密度65A/dm2，處理時間2h40 min; 每升槽液中含有如下組分Cr03: 220g ， H2S04: 2. Og， Cr3+: 5g，氟化鈉7g， 甲垸磺酸15 ml;7、 出槽漂洗；
8、 卸夾。
對實施例3所得的鍍鉻活塞環(huán)抽取20片進行鉻層檢測絡層平均厚度0. 175 mm; 鍍鉻速度0.0655 mm/ h;鉻層平均硬度956HV0. 1;扭曲90°以上的結合強度試驗，均 未發(fā)現鉻層從基體脫落現象。
實施例4:工藝同實施例3，所不同的是步驟4中的含氟無機添加劑為氟化鈉， 每升槽液中含有6g;步驟6中的含氟無機添加劑為氟化鉀，每升槽液中含有6g。
權利要求
1、一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步驟(1)裝夾將鍍前加工好的球鐵活塞環(huán)裝入鍍鉻工裝，并裝好工裝陰極保護套；(2)噴砂；(3)鍍前清洗；(4)反刻處理槽溫58-62℃，反刻電流密度40-45A/dm2，處理時間50-60S；每升槽液中含有如下組分CrO3180-220g，H2SO41.4-2.0g，Cr3+1-5g，含氟無機添加劑3-7g，有機磺酸添加劑12-15m1；(5)超聲波清洗槽溫58-62℃，處理時間2-2.5min；每升槽液中含有如下組分CrO3140-160g，H2SO41.2-1.6g，Cr3+1-4g；(6)正鍍槽溫58-62℃，電流密度60-65A/dm2，處理時間2小時30分-3小時20分，每升槽液中含有如下組分CrO380-220g，H2SO41.4-2.0g，Cr3+1-5g，含氟無機添加劑3-7g，有機磺酸添加劑12-15ml；(7)出槽漂洗；(8)卸夾。
2、 根據權利要求1所述的一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步 驟步驟(1)中所述的球鐵活塞環(huán)所用的球鐵的牌號為NHC-8。
3、 根據權利要求1所述的一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步驟步驟(2)中有關參數150-180目白剛玉砂；空氣壓力0. 6-0. 8Mpa;砂水比10-15%(V/V);工件轉速36轉/分；噴槍移動速度245mm/min;噴射角度75-85° ;噴砂 2次。
4、 根據權利要求1所述的一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步驟步驟(3)中用流動水將附在環(huán)表面的砂粒清洗干凈。
5、 根據權利要求1所述的一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步 驟步驟(4)、步驟(6)中所述的含氟無機添加劑為氟化鉀或氟化鈉。
6、 根據權利要求1所述的一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，其特征在于包括如下步驟步驟(4)、步驟(6)中所述的有機磺酸添加劑為甲烷磺酸。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高硬度球鐵活塞環(huán)鍍鉻工藝，包括如下步驟裝夾；噴砂；鍍前清洗；反刻處理；超聲波清洗；正鍍；出槽漂洗；卸夾。按本發(fā)明工藝的方法操作和控制，在不同電鍍槽次的十筒環(huán)中抽取20片進行扭曲90°以上的結合強度試驗，均未發(fā)現鉻層從基體上脫落現象，KV4球鐵環(huán)鍍鉻成品率達到99.1％的指標要求；無需增加設備裝置和人員，只需改進操作控制和加入兩類添加劑，即解決了KV4材質球鐵環(huán)鍍鉻層結合強度差的問題；同原球鐵環(huán)鍍鉻方案相比，無特殊性復雜要求；高硬度球鐵環(huán)鍍鉻層防脫技術是高硬度球鐵環(huán)開發(fā)最關鍵的技術瓶頸之一，本發(fā)明解決了KV4球鐵環(huán)鍍鉻批量生產問題。
文檔編號C25D7/04GK101597781SQ20091003255
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月2日 優(yōu)先權日2009年7月2日
發(fā)明者宋建華, 儀 張, 段修全 申請人:南京飛燕活塞環(huán)股份有限公司