专利名称：多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法
技术领域：
本发明涉及一种活塞环的加工方法，具体说是一种多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法背景技术活塞环是发动机的重要零件，直接关系到发动机的工作性能和使用寿命，而活塞环外圆表面处理又是活塞环加工过程中至关重要的工序。为提高活塞环的耐磨性、减摩性，目前一般采用活塞环表面处理是喷钼、镀硬铬、火焰喷涂等方法对其进行表面强化。目前，在硬镀铬基础上，已开发铬层表面渗陶工艺，该工艺采用常规复合镀工艺，将陶瓷微粒经过活化处理后加入镀硬铬溶液中进行电镀，铬和陶瓷微粒包裹沉积，在活塞环表面形成复合层。但由于镀铬时大量析氢，导致复合层陶瓷微粒含量一般不超过1％，且镀层受力后容易脱落。
发明内容
本发明要解决的的就是上述现有技术存在的缺陷，提出一种新的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法。
本发明包括如下步骤1、按下述比例配制镀液CrO3100-400克/升、硫酸分析纯1-4克/升、氟硅酸钾8-20克/升，其余为去离子水；2、将活塞环放入镀液中，打正向电流，在活塞环外圆面覆盖一层硬铬层；3、打反向电流对活塞环表面的硬络层进行反刻；由于硬铬层内应力大表面存在网格裂纹打反向电流时裂纹处的铬层先溶解，这样只要控制好反向电流的大小和时间就能产生合适深度和宽度的网格裂缝。
4、将超硬粒子加入镀液中并进行搅拌，使之悬浮在镀液中并最终填入活塞环铬层表面的网络裂缝中；5、再进行正向电镀，将已嵌入粒子的网格裂缝封闭住，从而将超硬粒了固定住；6、根据活塞环所需镀层厚度的不同，重复上述步骤2-5，直到镀层厚度达到要求。
步骤1所述的镀液配制好后，在进行后续步骤前，应先将镀液温度控制在40-70℃之间。
步骤2和步骤5中，施镀的电流密度为30-100A/Dm2，施镀时间10-60分钟，镀层厚度约0.02-0.08mm。
步骤3中，反刻的电流密度同步骤1，反刻时间为1-120秒，反刻所形成的网格裂缝深约0.008、宽约0.005-0.02mm步骤4中所述的超硬粒子如SiC、Al2O3、金刚石，其尺寸为0.0005-0.005mm。
步骤5中，施镀的电流密度和施镀时间与步骤2相同。
通过上述6个步骤最终形成的镀层厚度达0.04-0.45mm本发明所采用的设备，包括正反向整流器、正向阴极座、正向阳极座、反向阴极座、正向阳极、反向阴极、搅拌器、加热管、冷却管等，均系现有技术，故在此不再赘述。
本发明能够在多层铬基网格中嵌入SiC、Al2O3、金刚石等微粒，用本发明加工的活塞环可以达到如下技术指标1.表面硬度达到900HV0.1-1200HV0.12.表面微裂纹密度为40-100裂纹/mm3.氧化铝等超硬耐磨粒子在镀层中的体积百分比为2-6％具体实施方式
实施例1下面以生产云内4102QBZL柴油发动机用活塞环为例说明生产的主要过程1、按上述比例配制镀液3m3CrO3150克/升、硫酸分析纯1.5克/升、氟硅酸钾9克/升、其余为去离子水，镀液温度控制在60±2℃2、将活塞环放入镀液中，打正向电流，以75A/Dm2的电流密度施镀10分钟，在活塞环外圆面覆盖一层硬铬层，镀层厚约0.01～0.02mm3、以50A/Dm2的电流密度对活塞环表面硬络层反刻100秒，网格裂缝深约0.008mm、宽约0.005～0.02mm4、将尺寸为0.0005～0.005mm的超硬粒子SiC、Al2O3、金刚石加入镀液中并进行搅拌，使之悬浮在镀液中并最终嵌入活塞环铬层表面的网络裂缝中。
5、再进行正向电镀，将已嵌入粒子的网格裂缝封闭住，从而将超硬粒子固定住6、重复2～5步骤14次直至镀层厚度达0.19mm。
实施例2本实施例是生产锡柴6DL柴油发动机用活塞环，其工艺步骤和条件与实施例1相同，不同的是配液配比CrO3380克/升、硫酸分析纯3.5克/升、氟硅酸钾19克/升，其余为去离子水，镀液温度控制在60±2℃。
权利要求
1.多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于包括如下步骤1)按下述比例配制镀液CrO3100-400克/升、硫酸分析纯1-4克/升、氟硅酸钾8-20克/升，其余为去离子水；2)将活塞环放入镀液中，打正向电流，在活塞环外圆面覆盖一层硬铬层；3)打反向电流对活塞环表面的硬络层进行反刻；4)将超硬粒子加入镀液中并进行搅拌，使之悬浮在镀液中并最终填入活塞环铬层表面的网络裂缝中；5)再进行正向电镀，将已嵌入粒子的网格裂缝封闭住，从而将超硬粒子固定住；6)根据活塞环所需镀层厚度的不同，重复上述步骤2-5，直到镀层厚度达到要求。
2.根据权利要求1所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于步骤1所述的镀液配制好后，在进行后续步骤前，应先将镀液温度控制在40-70℃之间。
3.根据权利要求1所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于步骤2中，施镀的电流密度为30-100A/Dm2，施镀时间10-60分钟，镀层厚度约0.02-0.08mm。
4.根据权利要求1所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于步骤3中，反刻的电流密度同步骤1，反刻时间为1-120秒，反刻所形成的网格裂缝深约0.008、宽约0.005-0.02mm。
5.根据权利要求1所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于步骤4中所述的超硬粒子如SiC、Al2O3、金刚石，其尺寸为0.0005-0.005mm。
6.根据权利要求1所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于步骤5，施镀的电流密度为30-100A/Dm2，施镀时间为10-60分钟。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，其特征在于最终形成的镀层厚度达0.04-0.45mm。
全文摘要
一种多层铬基网格嵌入超硬耐磨粒子镀层活塞环加工方法，包括如下步骤1)配制镀液CrO
文档编号C25D3/02GK1824939SQ20061003917
公开日2006年8月30日 申请日期2006年3月29日 优先权日2006年3月29日
发明者张昭华, 张仪, 王蓬生, 李正伟 申请人:南京飞燕活塞环股份有限公司