专利名称：一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法
技术领域：
本发明涉及机械加工与热喷涂技术，特别涉及活塞环制造中机械加工及热喷涂的技术。
背景技术：
非晶材料”和“纳米材料”比晶体材料除了具有良好的电磁学性能外，还具有较高的强度、硬度、耐蚀性、耐磨性等许多优良特性。目前，“非晶材料”和“纳米材料”多用于电子技术、电磁技术等方面。很少有将“非晶材料”或“纳米材料”作为结构材料应用于活塞环行业。因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
发明内容
针对上述现有技术所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法。为实现上述目的，本发明将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法可采用如下技术方案一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，包括如下步骤(I)、将活塞环装夹的步骤；(2)、对活塞环车外圆的步骤；(3)、对活塞环高温除油的步骤；(4)、对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类白刚玉，20 25目；喷射压力0. 5±0.05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离50± 10mm,喷砂循环次数3 4次；(5)、对活塞环外圆进行等离子喷涂的步骤，其中，工作气体主气高纯氩气Ar，纯度99. 999%，出口压力0. 5±0. 05MPa，流量2300 2400L/H ；辅气(I):纯氮气N2，纯度 99. 99%，出口压力 0. 5±0. 05MPa，流量 500 800L/H ；辅气(I):高纯氢气H2，纯度 99. 99%，出口压力 0. 5±0. 05MPa，流量 150 200L/H ；电源参数电流420 440A ;电压55 60V ；喷嘴几何参数压缩比3. 5 4，压缩角45° ；送粉方式内送粉，送粉角度90°，送粉孔距离9mm，送粉量20 25g/min ；进气方式切向进气；工作距离阴阳极最近距离1 I. 5臟；喷涂距离65 75臟；喷涂速度喷枪移动速度350mm/min,工件转速150 250rpm ；冷却方式采用压缩空气强制冷却；(6)、对活塞环进行磨外圆解体的步骤将喷涂后环的外圆磨削至固定尺寸并拆夹，则这轴环解体成三组每组长度< 50mm，在每环组中每片环由于外圆涂层的粘连而相互粘结在一起；(7)、环体成型磨分离的步骤用CBN金刚滚轮将砂轮成型修正成为金刚滚轮的反轮廓形状。本发明与现有技术相比能够将适用于活塞环的非晶纳米粉末制作成为活塞环外圆的功能性涂层，从而提高活塞环在复杂、恶劣工况下的抗磨损、抗腐蚀的能力。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
，进一步阐明 本发明，应理解下述具体实施方式
仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。本发明公开一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，包括如下步骤(I)、将活塞环装夹的步骤，装夹尺寸(小D+0. 63) ±0. 02，闭口间隙0. 30 0. 40，其中D为活塞环缸径，每轴装3组，每组长度< 50_，每组左右两端各加一片垫环，每片环自由开口必须相互错开180°装夹；(2)、对活塞环车外圆的步骤，精车后不拆夹，凸处外径(ctD+0. 4)±0. 02，凹处外径:(仰-0. 05) ±0. 005 ；(3)、对活塞环高温除油的步骤，采用在温度280°C的烘箱中，带装夹车过外圆的芯轴整体保温I. 5小时；(4)、对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类白刚玉，20 25目；喷射压力0. 5±0.05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离50± 10mm,喷砂循环次数3 4次；(5)、对活塞环外圆进行等离子喷涂的步骤，其中，工作气体主气高纯氩气Ar，纯度99.999%，出口压力0. 5±0. 05MPa，流量2300 2400L/H ；辅气(I):纯氮气N2，纯度 99. 99%，出口压力 0. 5±0. 05MPa，流量 500 800L/H ；辅气(I):高纯氢气H2，纯度 99. 99%，出口压力 0. 5±0. 05MPa，流量 150 200L/H ；电源参数电流420 440A ；电压55 60V ；喷嘴几何参数压缩比3. 5 4，压缩角45° ；送粉方式内送粉，送粉角度90°，送粉孔距离9mm，送粉量20 25g/min ；进气方式切向进气；工作距离阴阳极最近距离1 I. 5臟；喷涂距离65 75臟；喷涂速度喷枪移动速度350mm/min,工件转速150 250rpm ；冷却方式采用压缩空气强制冷却；(6)、对活塞环进行磨外圆解体的步骤将喷涂后环的外圆磨削至固定尺寸并拆夹，则这轴环解体成三组每组长度< 50mm，在每环组中每片环由于外圆涂层的粘连而相互粘结在一起；(7)、环体成型磨分离的步骤用CBN金刚滚轮将砂轮成型修正成为金刚滚轮的反轮廓形状。
本发明设计专用机械加工方法，确保活塞环外圆涂层的均匀性≤ 0. 02mm。本发明设计、试验、选择合理的喷涂方法使活塞环外圆沉积非晶体与纳米晶体的混合相结构的涂层，同时涂层的孔隙率≤10%，显微硬度> 1000HV0. I ;涂层与基体结合良好，涂层的抗拉强度应≥12Kg/mm2，剪切强度≥2Kg/mm2。本发明控制活塞环热喷涂后的总变形量< 10%。按上述流程及工艺规范制作的活塞环外圆非晶纳米涂层具有以下良好的效果I、同片环涂层厚度的均匀性< 0. 02，具体见下表
权利要求
1.一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，其特征在于包括如下步骤 (1)、将活塞环装夹的步骤； (2)、对活塞环车外圆的步骤； (3)、对活塞环高温除油的步骤； (4)、对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类白刚玉，20 25目；喷射压力0. 5±0. 05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离50±10mm，喷砂循环次数3 4次； (5)、对活塞环外圆进行等离子喷涂的步骤，其中， 工作气体主气高纯氩气Ar，纯度99. 999%，出口压力0. 5±0. 05MPa,流量2300 2400L/H ； 辅气(I ):纯氮气N2，纯度99.99%，出口压力0.5±0.0510^，流量500 8001711; 辅气(II ):高纯氢气H2，纯度99. 99%，出口压力0. 5±0. 05MPa，流量150 200L/H ； 电源参数电流420 440A ；电压55 60V ； 喷嘴几何参数压缩比3. 5 4，压缩角45° ； 送粉方式内送粉，送粉角度90° ,送粉孔距离9mm,送粉量20 25g/min ； 进气方式切向进气； 工作距离阴阳极最近距离1 I. 5mm ;喷涂距离65 75mm ； 喷涂速度喷枪移动速度350mm/min，工件转速150 250rpm ； 冷却方式采用压缩空气强制冷却； (6)、对活塞环进行磨外圆解体的步骤将喷涂后环的外圆磨削至固定尺寸并拆夹，则这轴环解体成三组每组长度< 50mm，在每环组中每片环由于外圆涂层的粘连而相互粘结在一起; (7)、环体成型磨分离的步骤用CBN金刚滚轮将砂轮成型修正成为金刚滚轮的反轮廓形状。
2.如权利要求I所述的将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，其特征在于步骤(I)中，装夹尺寸((tD+0. 63) ±0. 02，闭口间隙0. 30 0. 40，其中D为活塞环缸径，每轴装3组，每组长度< 50mm，每组左右两端各加一片垫环，每片环自由开口必须相互错开180°装夹。
3.—种如权利要求I所述的将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，其特征在于 步骤(2)中，精车后不拆夹，凸处外径(4D+0. 4) ±0.02，凹处外径(AD-O. 05)±0. 005。
4.如权利要求3所述的将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，其特征在于步骤(3)中，采用在温度280°C的烘箱中，带装夹车过外圆的芯轴整体保温I. 5小时。
全文摘要
本发明公开一种将非晶纳米材料应用于活塞环外圆的方法，能够将适用于活塞环的非晶纳米粉末制作成为活塞环外圆的功能性涂层，从而提高活塞环在复杂、恶劣工况下的抗磨损、抗腐蚀的能力。
文档编号C23C4/12GK102776465SQ201210277008
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者张桂斌, 曹新云, 王士满 申请人:南京飞燕活塞环股份有限公司