发动机气缸体及其再制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机气缸体，属于发动机再制造【技术领域】，包括设置在气缸体本体上的若干个气缸孔，每个所述气缸孔的缸孔壁上均设置有组合镀层，所述组合镀层包括沿所述气缸体本体由内向外依次交替设置的铜镀层和镍镀层。本发明还公开了一种发动机气缸体的再制造方法，包括缸孔除油步骤、缸孔预加工步骤、组合刷镀步骤、缸孔精加工步骤和止口修复。本发明使得镀层的孔隙率和内应力大幅降低，同时在保证镀层质量的前提下，可大幅提高镀层的厚度，保证了缸孔尺寸恢复的需要；并且镀层之间的结合力大大增强，实现了发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现了对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
【专利说明】发动机气缸体及其再制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发动机再制造【技术领域】，具体涉及一种发动机气缸体还涉及一种发动机气缸体的再制造方法。
【背景技术】
[0002]再制造是一种对废旧产品实施高技术修复和改造的产业，其针对的是损坏或即将报废的零部件，在性能失效分析、寿命评估等分析的基础上，进行再制造工程设计，采用修复技术，将工件形状及精度恢复，使再制造产品质量达到或超过新品。发动机再制造既不同于一般的发动机制造，也非普通的发动机大修，而是一个全新的维修方式。发动机再制造是将进入一定寿命周期的发动机按照再制造工艺恢复成新机的过程。
[0003]发动机气缸体缸孔尺寸超差是旧发动机气缸体存在的普遍缺陷，该缺陷不修复，在气缸体被再制造后的使用中，会出现缸套破损而造成发动机报废。又由于发动机气缸体缸孔精度要求极高，关联尺寸多，修复方法不当会造成相关尺寸超差而报废，故发动机气缸体缸孔的修复成为发动机气缸体再制造过程中必须攻克的技术难关之一，若该缺陷不能实现修复，直接导致存在缸孔超差缺陷的旧发动机气缸体不能实现再制造。
[0004]目前，现有技术中比较成熟的发动机气缸体缸孔的再制造方法是镗缸扩孔后单配加厚缸套，即将损伤的缸孔用镗削的方式将孔径加大，再根据加大后的尺寸制作专用缸套。用镗缸扩孔后单配加厚缸套的方法对缸孔超差的气缸体进行修复，存在缸孔尺寸与新品不一致的问题，造成缸套不能通用，在更换缸套时难以采购到合适的配件，也不符合我国目前对再制造是恢复产品原有尺寸和性能的指导精神，不适用于批量化再制造。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:提供一种发动机气缸体，实现发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:发动机气缸体,包括气缸体本体,所述气缸体本体上设有若干个气缸孔，每个所述气缸体孔的上方均设有止口，每个所述气缸孔的缸孔壁上均设置有组合镀层，所述组合镀层包括沿所述气缸体本体由内向外依次交替设置的铜镀层和镍镀层。
[0007]作为一种改进，所述镍镀层包括中间镍镀层和表面镍镀层，所述中间镍镀层位于两相邻所述铜镀层之间，所述表面镍镀层位于所述组合镀层最外部。
[0008]作为进一步的改进，所述中间镍镀层的厚度为0.02mm?0.1mm，所述表面镍镀层的厚度为0.01mm?0.075mm。
[0009]作为进一步的改进，所述铜镀层的厚度为0.002mm?0.003mm。
[0010]采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:由于发动机气缸体包括气缸体本体，所述气缸体本体上设有若干个气缸孔，每个所述气缸孔的缸孔壁上均设置有组合镀层，因而通过组合刷镀工艺在气缸体本体上形成组合镀层来完成发动机气缸体的再制造，以组合镀层取代单一镀层，避免了单一镀层存在缺陷，使得镀层的孔隙率和内应力大幅降低，同时在保证镀层质量的前提下，可大幅提高镀层的厚度，保证了缸孔尺寸恢复的需要；由于组合镀层包括沿所述气缸体本体由内向外依次交替设置的铜镀层和镍镀层，在组合刷镀时，先镀铜打底，然后再镀镍，然后再重复进行，使得镀层之间的结合力大大增强，实现了发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现了对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
[0011]作为同一种技术构思，本发明所要解决的另一个技术问题是:提供一种发动机气缸体的再制造方法，实现发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
[0012]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:发动机气缸体的再制造方法，包括如下步骤:
[0013](I)缸孔除油:采用整体焙烧的方式将渗入所述发动机气缸体的缸孔壁内的油质去除；
[0014](2)缸孔预加工:对经除油后的所述缸孔壁进行珩磨加工，去除所述缸孔壁上的杂质和氧化层；
[0015](3)组合刷镀:采用刷镀电源和电极，对所述缸孔壁进行组合刷镀，所述组合刷镀包括如下子步骤:
[0016]a.用塑料胶带将所述发动机气缸体表面不进行刷镀处理的孔和面进行防护处理；
[0017]b.用清洗剂清洗所述缸孔壁；
[0018]c.用清水冲洗所述缸孔壁；
[0019]d.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用电净液清理所述缸孔壁，清水冲洗所述缸孔壁；
[0020]e.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的负、正极连接，用2号活化液对所述缸孔壁进行处理，清水冲洗所述缸孔壁；
[0021]f.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的负、正极连接，用3号活化液对所述缸孔壁进行处理，清水冲洗所述缸孔壁；
[0022]g.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用碱铜镀液对所述缸孔壁进行刷镀操作，形成所述铜镀层，清水冲洗所述缸孔壁；
[0023]h.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用3号快速镍镀液对所述缸孔壁进行刷镀操作，形成所述镍镀层，清水冲洗所述缸孔壁；
[0024]1.重复步骤g和步骤h,保证为后工序预留双面加工余量；
[0025]j.吹干并涂防护油；
[0026](4)缸孔精加工:采用珩磨方式对所述缸孔壁进行精加工，恢复缸孔的原有尺寸和精度要求；
[0027](5)止口修复:对所述发动机气缸体的止口进行修复，去除刷镀时在所述止口表面附着的镀层，恢复所述止口相关参数。
[0028]作为一种改进，在步骤(3)中，所述镍镀层的厚度为0.02mm?0.1mm，所述双面加工余量为0.02mm?0.05mm。[0029]作为进一步的改进，所述铜镀层的厚度为0.002mm?0.003mm。
[0030]作为进一步的改进，在步骤(I)中，所述整体焙烧的温度控制在300±5°C。
[0031 ] 采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:
[0032]1.在步骤(I)中，采用整体焙烧工艺除油，清除彻底干净，保证后工序中镀层与本体的结合效果最理想；并且可同时焙烧多台发动机气缸体，除油效率高，便于批量化对发动机气缸体进行再制造；
[0033]2.在步骤(2)中，采用珩磨方式去除缸孔壁上的杂质和氧化层，保证了去除量最小化，从而保证后工序中镀层厚度的最小化，因镀层厚度越小，镀层质量越稳定，从而保证了镀层质量稳定可靠；
[0034]3.在步骤(3)中，采用组合刷镀的方式在所述缸孔壁上形成组合镀层，以组合镀层取代单一镀层，避免了单一镀层存在缺陷，使得镀层的孔隙率和内应力大幅降低，同时在保证镀层质量的前提下，可大幅提高镀层的厚度，保证了缸孔尺寸恢复的需要；同时在组合刷镀时，对发动机气缸体先镀铜打底，然后再镀镍，然后再重复进行，使得镀层之间的结合力大大增强；
[0035]4.在步骤(4)中，采用珩磨的方式对所述缸孔壁进行精加工，与新品的加工方式相同，保证了缸孔的精度要求；
[0036]5.在步骤(5)中，对所述发动机气缸体的止口进行修复，止口修复去除了在刷镀过程中附着在止口上的镀层，保证了止口的相关参数，从而保证了缸套的装配质量。
[0037]由于在步骤(I)中，所述整体焙烧的温度控制在300 ± 5 °C，所述整体焙烧温度控制在发动机气缸体材料相变温度以下，保证了发动机气缸体的性能不受影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是本发明实施例的结构示意图；
[0039]图2是图1中组合镀层的放大结构示意图；
[0040]图中:1、气缸体本体，2、气缸孔，21、组合镀层，22、铜镀层，23、镍镀层，231、中间镍
镀层，232、表面镍镀层，3、止口。
【具体实施方式】
[0041]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0042]如图1和图2共同所示，一种发动机气缸体，包括气缸体本体1，气缸体本体I上设有若干个气缸孔2，每个气缸孔2的上方均设有止口 3，每个气缸孔2的缸孔壁上均设置有组合镀层21，组合镀层21包括沿气缸体本体I由内向外依次交替设置的铜镀层22和镍镀层23。
[0043]优选的，镍镀层23包括中间镍镀层231和表面镍镀层232，中间镍镀层231位于两相邻铜镀层22之间，表面镍镀层232位于组合镀层21最外部，中间镍镀层231的厚度为0.02mm?0.1mm,表面镍镀层232的厚度为0.0lmm?0.075mm,铜镀层22的厚度为
0.002mm ?0.003mm。[0044]本发明实施例提供的发动机气缸体，包括气缸体本体1，气缸体本体I上设有若干个气缸孔2，每个气缸孔2的缸孔壁上均设置有组合镀层21，因而通过组合刷镀工艺在气缸体本体I上形成组合镀层21来完成发动机气缸体的再制造，以组合镀层21取代单一镀层，避免了单一镀层存在缺陷，使得镀层的孔隙率和内应力大幅降低，同时在保证镀层质量的前提下，可大幅提高镀层的厚度，保证了缸孔尺寸恢复的需要；由于组合镀层21包括沿气缸体本体I由内向外依次交替设置的铜镀层22和镍镀层23，在组合刷镀时，先镀铜打底，然后再镀镍，然后再重复进行，使得镀层之间的结合力大大增强，实现了发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现了对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
[0045]本发明实施例还提供了一种再制造上述发动机气缸体的方法，包括如下步骤:
[0046](I)缸孔除油:采用整体焙烧的方式将渗入该发动机气缸体的缸孔壁内的油质去除，保证后工序中镀层与本体的结合效果最理想，并且可同时焙烧多台发动机气缸体，除油效率高，便于批量化对发动机气缸体进行再制造，整体焙烧的温度控制在300±5°C，该整体焙烧温度控制在发动机气缸体材料相变温度以下，保证了发动机气缸体的性能不受影响；
[0047](2)缸孔预加工:对经除油后的缸孔壁进行珩磨加工，去除该缸孔壁上的杂质和氧化层，保证了去除量最小化，从而保证后工序中镀层厚度的最小化，因镀层厚度越小，镀层质量越稳定，从而保证了镀层质量稳定可靠；
[0048](3)组合刷镀:采用刷镀电源和电极，对所述缸孔壁进行组合刷镀，该组合刷镀具体包括如下子步骤:
[0049]a.用塑料胶带将发动机气缸体表面不进行刷镀处理的孔和面进行防护处理；
[0050]b.用清洗剂清洗该缸孔壁；
[0051]c.用清水冲洗该缸孔壁；
[0052]d.将该电极和发动机气缸体分别与该刷镀电源的正、负极连接，用电净液清理该缸孔壁，该刷镀电源的电压为IOV?12V，该电净液牌号为TGY-1，PH为11?13，清水冲洗该缸孔壁；
[0053]e.将该电极和发动机气缸体分别与该刷镀电源的负、正极连接，用2号活化液对该缸孔壁进行处理，清水冲洗该缸孔壁；
[0054]f.将该电极和发动机气缸体分别与该刷镀电源的负、正极连接，用3号活化液对该缸孔壁进行处理，清水冲洗该缸孔壁；
[0055]g.将该电极和发动机气缸体分别与该刷镀电源的正、负极连接，用碱铜镀液对该缸孔壁进行刷镀操作，形成铜镀层22，优选的，铜镀层22的厚度为0.002mm?0.003mm，清水冲洗该缸孔壁；
[0056]h.将该电极和发动机气缸体分别与该刷镀电源的正、负极连接，用3号快速镍镀液对该缸孔壁进行刷镀操作，3号快速镍镀液是由烟台金林表面工程设备有限公司生产的，形成镍镀层23，优选的，镍镀层23厚度在0.02mm?0.1mm，清水冲洗该缸孔壁；
[0057]1.重复步骤g和步骤h，保证为后工序预留双面加工余量，优选的，双面加工余量为 0.02mm ?0.05mm ;
[0058]j.吹干并涂防护油；
[0059]在本步骤中，对发动机气缸体先镀铜打底，然后再镀镍，然后再重复进行，使得镀层之间的结合力大大增强，以组合镀层取代单一镀层，避免了单一镀层存在缺陷，使得镀层的孔隙率和内应力大幅降低，同时在保证镀层质量的前提下，可大幅提高镀层的厚度，保证了缸孔尺寸恢复的需要；
[0060](4)缸孔精加工:采用珩磨方式对该缸孔壁进行精加工，与新品的加工方式相同，恢复缸孔的原有尺寸和精度要求；
[0061](5)止口修复:对该发动机气缸体的止口进行修复，去除刷镀时在该止口表面附着的镀层，恢复该止口相关参数，本步骤去除了在刷镀过程中附着在止口上的镀层，保证了止口的相关参数，从而保证了缸套的装配质量。
[0062]本发明实施例提供的发动机气缸体的再制造方法，实现了发动机气缸体缸孔尺寸超差的修复，从而实现了对存在缸孔尺寸超差的发动机气缸体的再制造。
[0063]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.发动机气缸体，包括气缸体本体，所述气缸体本体上设有若干个气缸孔，每个所述气缸体孔的上方均设有止口，其特征在于，每个所述气缸孔的缸孔壁上均设置有组合镀层，所述组合镀层包括沿所述气缸体本体由内向外依次交替设置的铜镀层和镍镀层。
2.根据权利要求1所述的发动机气缸体，其特征在于，所述镍镀层包括中间镍镀层和表面镍镀层，所述中间镍镀层位于两相邻所述铜镀层之间，所述表面镍镀层位于所述组合镀层最外部。
3.根据权利要求2所述的发动机气缸体，其特征在于，所述中间镍镀层的厚度为0.02mm~0.1mm，所述表面镇锻层的厚度为0.01mm~0.075mm。
4.根据权利要求2所述的发动机气缸体，其特征在于，所述铜镀层的厚度为0.002mm~0.003mm。
5.发动机气缸体的再制造方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)缸孔除油:采用整体焙烧的方式将渗入所述发动机气缸体的缸孔壁内的油质去除； (2)缸孔预加工:对经除油后的所述缸孔壁进行珩磨加工，去除所述缸孔壁上的杂质和氧化层； (3)组合刷镀:采用刷镀电源和电极，对所述缸孔壁进行组合刷镀，所述组合刷镀包括如下子步骤: a.用塑料胶带将所述发动机气缸体表面不进行刷镀处理的孔和面进行防护处理； b.用清洗剂清洗所述缸孔壁； c.用清水冲洗所述缸孔壁； d.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用电净液清理所述缸孔壁，清水冲洗所述缸孔壁； e.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的负、正极连接，用2号活化液对所述缸孔壁进行处理，清水冲洗所述缸孔壁； f.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的负、正极连接，用3号活化液对所述缸孔壁进行处理，清水冲洗所述缸孔壁； g.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用碱铜镀液对所述缸孔壁进行刷镀操作，形成所述铜镀层，清水冲洗所述缸孔壁； h.将所述电极和所述发动机气缸体分别与所述刷镀电源的正、负极连接，用3号快速镍镀液对所述缸孔壁进行刷镀操作，形成所述镍镀层，清水冲洗所述缸孔壁； 1.重复步骤g和步骤h,保证为后工序预留双面加工余量； j.吹干并涂防护油； (4)缸孔精加工:采用珩磨方式对所述缸孔壁进行精加工，恢复缸孔的原有尺寸和精度要求； (5)止口修复:对所述发动机气缸体的止口进行修复，去除刷镀时在所述止口表面附着的镀层，恢复所述止口相关参数。
6.根据权利要求5所述的发动机气缸体的再制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述镍镀层的厚度为0.02mm~0.1mm，所述双面加工余量为0.02mm~0.05mm。
7.根据权利要求6所述的发动机气缸体的再制造方法，其特征在于，所述铜镀层的厚度为 0.002mm ~0.003mm。
8.根据权利要求7所述的发动机气缸体的再制造方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述整体焙烧的温度控 制在300±5°C。
【文档编号】C25D5/06GK103527340SQ201310495128
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月21日 优先权日:2013年10月21日
【发明者】王圣斌, 韩继胜, 张兰春, 杨生明, 牟海堂, 张志岭 申请人:潍柴动力(潍坊)再制造有限公司