发动机高硅铝合金活塞表层处理用晶瓷化液配方及工艺的制作方法[0002]现大功率发动机活塞采用高硅铝合金制造，其含硅量在13%以上。热冲击变形小，热膨胀系数较小，活塞头部加工有孤形燃烧室，燃烧室瞬间承受1200度高温冲击和热腐蚀，现采用燃烧室表面喷石墨、陶瓷等工艺方法，存在热冲击时石墨或陶瓷层产生裂纹，掉块，剥落，拉缸等现象，在缸套内压缩工作时燃油产生的高温和腐蚀性物质会造成活塞燃烧室被烧蚀(简称“烧缸头”)使发动机的燃烧效率降低，活塞寿命降低。[0003]活塞带有用于安装活塞环的两个环形槽，活塞在压铸成型毛坯时，需在活塞环槽部位预埋陶瓷骨架，使活塞环槽有较高的耐磨性，造成压铸效率较低，安装陶瓷骨架成本增闻。[0004]高硅铝合金采用低温硬质阳极化和常规阳极化十分困难，成本较高，性能满足不了产品要求。
[0005]本发明为解决上述问题，提供了一种直接对加工后的高硅铝合金活塞的燃烧室和活塞环槽一次性进行晶瓷化处理，增加其硬度、抗热腐蚀性的发动机高硅铝合金活塞表层处理用晶瓷化液配方及工艺。[0006]本发明的一种发动机高硅铝合金活塞表层处理用晶瓷化液配方，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:EDTA:5-10%, SDBS:3_6%、KOH:5_15%、VCl3:3-12%, TiO3:2_8%、Nb-Re: 2-6%, NaPO3:3-8%、其余为水。[0007]优选为，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:EDTA:8%、SDBS:5%, Κ0Η: 10%、VCl3:8%, TiO3:5%, Nb-Re:3%、NaPO3:4%、其余为水。
[0008]优选为，晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:EDTA:6%、SDBS:4%、KOH:8%、VCl3:4%、Ti03:4%, Nb-Re:4%、NaPO3:4%、其余为水。
[0009]本发明的一种发动机高硅铝合金活塞表层处理工艺，按照如下步骤制成:
一、用金属清洗剂清洗活塞工件，去掉油污；
二、将上述配制好的晶瓷化液加入到处理液槽中，所述晶瓷化液加正电极，活塞工件加负电极，电源采用交变电源；
三、所述处理液槽外安装有循环冷却水管，用于控制晶瓷化液的温度，晶瓷化液温度为60°C以下；
四、电源电压为120V，电流为150A，交变频率为500Hz，晶瓷化时间为50分钟；
五、取出活塞工件，烘干，抛光活塞工件燃烧室和活塞环槽。[0010]与现有技术相比本发明的有益效果如下。
[0011]1.活塞燃烧室和活塞环槽部位形成晶瓷化层，其硬度可达HV1100厚度可达
0.18mm，经试验:晶瓷层摩擦系数低，因此活塞环槽的耐磨度比加装陶瓷骨架高45%，活塞环寿命提高50%。由于晶瓷层的导热系数极低，使活塞燃烧室隔热效果良好，热能损失减少15%，活塞燃烧室和活塞环槽经极限热冲击试验，550°C _5°C经过万次热冲击，活塞基体中生成的晶瓷化层无任何裂纹，脱落，掉块，经500小时的装机台架试验，晶瓷化层具有很强的抗热腐蚀性，在连续工作情况下燃烧室几乎无烧蚀现象，标准盐雾试验可达1200小时以上，因此发动机活塞寿命有较大提高，同时避免了拉缸现象。
[0012]2.由于省去了活塞环槽中的预埋陶瓷骨架及生产工序，降低了其生产成本。
[0013]3.本发明所使用的晶瓷化液中不含任何重金属排放物和有毒有害物质，溶液为反复使用，只做成份的添加补充，使用能源为电能，因此其又是一个环保型项目。



[0014]下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0015]图1是本发明中实施例发动机高硅铝合金活塞表层处理工艺的示意图。
[0016]图中:1为活塞工件，11为燃烧室，12为活塞环槽，2为晶瓷化液，3为处理液槽，4为正电极线，5为负电极线,6为循环冷却水管。
[0017]下面结合附图和实施例，对本发明的作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0018]实施例一:
如图1所示，一种发动机高硅铝合金活塞表层处理工艺，按照如下步骤制成:
一、用金属清洗剂清洗活塞工件1，去掉油污；
二、将配制好的晶瓷化液2加入到处理液槽3中，所述晶瓷化液2加正电极，连接正电极线4，活塞工件I加负电极，连接负电极线5，电源采用交变电源；
三、所述处理液3外安装有循环冷却水管6，用于控制晶瓷化液2的温度，晶瓷化液2温度为60°C以下；
四、电源电压为120V，电流为150A，交变频率为500Hz，晶瓷化时间为50分钟；
五、取出活塞工件1，烘干，抛光活塞工件I的燃烧室11和活塞环槽12。
[0019]上述步骤二中的晶瓷化液2配方按照如下重量百分比配制:
EDTA:8%、SDBS:5%、KOH:10%、VCl3:8%、TiO3:5%、Nb-Re:3%、NaPO3:4%、其余为水。
[0020]实施例二:
本实施例的晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:
EDTA:6%、SDBS:4%、KOH:8%、VCl3:4%、TiO3:4%、Nb-Re:4%、NaPO3:4%、其余为水。
[0021]实施例三:
本实施例的晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:
EDTA:5%、SDBS:3%、K0H:5%, VCl3:3%, TiO3:2%、Nb-Re: 2%、NaPO3:3%、其余为水。
[0022]实施例四:本实施例的晶瓷化液配方按照如下重量百分比配制:
EDTA:10%, SDBS:6%、KOH:15%、VCl3:12%, TiO3:8%、Nb-Re: 6%、NaPO3:8%、其余为水。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。