一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液的制作方法
【专利说明】一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于发动机零件表面处理用溶液，特别是一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液。
【背景技术】
[0003]发动机活塞有的采用LY11、LY12系列合金铝制成。对于这种合金铝发动机活塞，为了使其能够在较高的温度环境工作条件下具有较高的使用寿命，需要对其进行喷涂石墨处理。而在对其进行喷涂石墨处理前，一般要采用化学氧化方法进行表面处理以在其表面层形成化学氧化膜。但是化学氧化膜与石墨的结合力不好，同时化学氧化膜的耐温性能也不高。因此，经喷涂石墨处理后再采用化学氧化方法进行表面处理的合金铝发动机活塞基本上达不到能够在较高的温度环境工作条件下具有较高的使用寿命的要求。急需寻找一种适用于大批量生产、且膜层优良的经喷涂石墨处理后的合金铝发动机活塞再采用化学氧化方法对进行表面处理的方法。相对而言，表面处理方法中的磷化方法是比较适用的方法。然而，在采用磷化方法处理合金铝发动机活塞表面时，需要使用磷化溶液。现有的一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其溶液组成为铬酸酐5g/l?1g/ 1，磷酸40/1?50g/ 1，溴化纳3g/l?5g/l,去离子水935 g/Ι?952g/l,温度为50°C?70°C，时间为5min?15min。实践证明，上述磷化用溶液由于没有包含能够能够促进铝的腐蚀，使其表面呈现有利于磷酸盐晶体成核的活化区，虽然有利于晶体核的形成的氟化物，但是在对LY11、LY12系列合金铝发动机活塞进行表面处理时，存在以下主要不足:
1、溶液不稳定:由于溴化物的碱性比氟化物强，相对来说，氟化物的酸性比溴化物的酸性强，在铝合金磷化时，酸度降低，会造成溶液中生成磷酸铬和磷酸铝沉淀，从而造成溶液的稳定性下降，常常析出颗粒状物质，溶液比较浑浊，得到的膜层比较粗糙。
[0004]2、膜层结合力不好:应用该溶液进行表面处理得到的零件或试样，在做擦拭试验(膜层结合力试验)时，一般擦拭3?5次就会出现掉膜现象，露出基体本色。。
[0005]3、膜层性能较差:采用该溶液液进行表面处理得到的零件、表面不光亮、耐温度差(耐温性一般在130°C—下)。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题是提供一种溶液稳定，分散能力强、膜层性能优良的合金招发动机活塞的憐化用溶液。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案。
[0008]一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液，包括铬酸酐、磷酸、氟化钠和去离子水:所述铬酸酐为10g/l?14 g/Ι,所述磷酸为60g/l?70g/l,所述氟化钠为4g/l?5g/l,其余为离子水911g/l?926g/l，使用温度为50°C?60°C，时间2min?3min。
[0009]优选地，所述铬酸酐为12g/l。
[0010]优选地，所述磷酸为65g/l。
[0011]优选地,所述氟化钠4g/l?5g/l。
[0012]优选地，所述时间为2min30s。
[0013]优选地，所述温度为55°C。
[0014]与现有技术相比，本发明包含如下有益效果；
铬酸酐含量较高，为10g/l?14 g/Ι，保证了溶液中有足够的强氧化剂，并保证了反应速度；同时，使用氟化钠代替了溴化纳，提高了溶液的酸度，避免了合金铝磷化时生成沉淀物质，提高了溶液的稳定性，保证了膜层的结合力，在温度方面做了适当的调整，也保证了膜层的外观色泽正常。
【具体实施方式】
[0015]下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明；
本发明的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，包括铬酸酐、磷酸、氟化钠和去离子水:所述铬酸酐为10g/l?14 g/Ι,所述磷酸为60g/l?70g/l,所述氟化钠为4g/l?5g/l,其余为离子水(911g/l?926g/l )，使用温度为50°C?60°C，时间2min?3min。这样一来，铬酸酐为10g/l?14 g/Ι使本发明溶液的性能比较稳定，磷化膜层的一致性得到加强；磷酸为60g/l?70g/l，使本发明溶液的分散能力和覆盖能力得到提高，能够有效地改善膜层的质量；使用氟化钠代替溴化纳，氟化钠为4g/l?5g/l，使本发明溶液的反应速度加快，发动机活塞的表面更容易生成磷化膜层，并使膜层的耐烧蚀性能提高；使用温度为50°C?60°C、时间为2min?3min，使本发明溶液的反应速度加快，膜层耐腐蚀性提高。
[0016]试验证明，当所述铬酸酐为12g/l时，本发明的溶液更加稳定，膜层的结合力加强。
[0017]试验证明，当所述磷酸为65g/l时，本发明溶液的分散能力和覆盖能力更好，更能够有效地改善膜层的质量。
[0018]试验证明，当所述氟化钠4g/l?5g/l时，更加能够提高本发明溶液的反应速度，且更为稳定，膜层的耐烧蚀能力更强。
[0019]试验证明，当所述时间为2min，这样能够保证本发明溶液有足够的反应时间，保证膜层的厚度，使得膜层的耐腐蚀性和耐烧蚀能力更强。
[0020]试验证明，当所述温度为55°C时，膜层的颜色为灰黑色，膜层的结晶比较细致，结合力更好。
【主权项】
1.一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液，包括铬酸酐、磷酸、氟化钠和去离子水，其特征在于:所述铬酸酐为10g/l?14 g/Ι，所述磷酸为60g/l?70g/l，所述氟化钠为4g/l?5g/l，其余为离子水911g/l?926g/l,使用温度为50°C?60°C,时间2 min?3 min。
2.根据权利要求1所述的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其特征在于:所述铬酸酐为 12g/l。
3.根据权利要求2所述的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其特征在于:所述磷酸为65g/lο
4.根据权利要求3所述的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其特征在于:所述氟化钠4g/l ?5g/l。
5.根据权利要求4所述的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其特征在于:所述时间为2min。
6.根据权利要求5所述的合金铝发动机活塞的磷化用溶液，其特征在于:所述温度为55。。。
【专利摘要】本发明公开了一种合金铝发动机活塞的磷化用溶液，包括铬酸酐、磷酸、氟化钠和去离子水，其特征在于：所述铬酸酐为10g/l～14 g/l，所述磷酸为60g/l～70g/l，所述氟化钠为4g/l～5g/l，其余为离子水911g/l～926g/l，使用温度为50℃～60℃，时间2 min～3 min。本发明由于铬酸酐含量较高，为10g/l～14 g/l，保证了溶液中有足够的强氧化剂，并保证了反应速度；同时，使用氟化钠代替了溴化纳，提高了溶液的酸度，避免了合金铝磷化时生成沉淀物质，提高了溶液的稳定性，保证了膜层的结合力，在温度方面做了适当的调整，也保证了膜层的外观色泽正常。
【IPC分类】C23C22-38
【公开号】CN104532223
【申请号】CN201410813298
【发明人】陈伟, 邢宗跃, 周瑛, 陈刚
【申请人】重庆望江工业有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月24日