[发明专利]一种高硬度球铁活塞环镀铬工艺

说明书

技术领域

本发明涉及于一种表面处理技术，具体说是一种提高基体硬度较高的球铁活塞环镀铬层的结合强度方法。

背景技术

随着发动机向大功率、高转速、高负荷方向发展，开发高硬度球墨铸铁材质的活塞环，提高活塞环的耐磨性、耐冲击性是活塞环行业研究的课题之一。而在高硬度球铁活塞环的开发过程中遇到了镀铬结合力差的难题——高硬度球铁环(KV4：HRB＝112-117)在镀铬生产中，采用原球铁环(KV1：HRB＝104-112)镀铬方案，铬层虽然能够较好沉积，但是抽样进行扭曲90°以上的结合强度检测，发现明显有铬层从基体上脱落现象，严重影响了KV4活塞环的加工成品率。KV4、KV1是欧洲球墨铸铁的牌号标准，其中KV8相当于中国的牌号为NHC-8的球墨铸铁，KV1相当于中国的牌号为NHC-7的球墨铸铁。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种高硬度球铁活塞环镀铬工艺，其可以有效的防止镀铬层脱落。

本发明的思路是：结合KV4材质活塞环基体硬度高的特性，对球铁环镀铬原理进行分析，决定在反刻溶液和正镀溶液中直接加入含氟无机添加剂和有机磺酸添加剂，并加大反刻电流密度。通过上述两种添加剂的加入和量的控制，以及反刻电流的控制，对KV4高硬度球铁活塞环镀铬层结合强度能完全得到控制和预防。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用了如下方法：一种球铁活塞环镀铬工艺，包括如下步骤：

(1)装夹：将镀前加工好的球铁活塞环装入镀铬工装，并装好工装阴极保护套；

(2)喷砂；

(3)镀前清洗；

(4)反刻处理：槽温：58-62℃，反刻电流密度：40-45A/dm²，处理时间：50-60S；每升槽液中含有如下组分：CrO₃：180-220g，H₂SO₄：1.4-2.0g，Cr³⁺：1-5g，含氟无机添加剂：3-7g，有机磺酸添加剂：12-15ml；

(5)超声波清洗：槽温：58-62℃，处理时间：2-2.5min；每升槽液中含有如下组分：CrO₃：140-160g，H₂SO₄：1.2-1.6g，Cr³⁺：1-4g；

(6)正镀：槽温：58-62℃，电流密度：60-65A/dm2，处理时间：2小时30分-3小时20分，每升槽液中含有如下组分：CrO₃：80-220g，H₂SO₄：1.4-2.0g，Cr³⁺：1-5g，含氟无机添加剂：3-7g，有机磺酸添加剂：12-15ml；

(7)出槽漂洗；

(8)卸夹。

步骤(1)中所述的球铁活塞环所用的球铁的牌号为NHC-8。

步骤(2)中有关参数：150-180目白刚玉砂；空气压力：0.6-0.8Mpa；砂水比：10-15％(V/V)；工件转速：36转/分；喷枪移动速度：245mm/min；喷射角度：75-85°；喷砂2次。

步骤(3)中用流动水将附在环表面的砂粒清洗干净。

步骤(4)、步骤(6)中所述的含氟无机添加剂为氟化钾或氟化钠。

步骤(4)、步骤(6)中所述的有机磺酸添加剂为甲烷磺酸。

有益效果：(1)按本发明工艺的方法操作和控制，在不同电镀槽次的十筒环中抽取20片进行扭曲90°以上的结合强度试验，均未发现铬层从基体上脱落现象，KV4球铁环镀铬成品率达到99.1％的指标要求。(2)无需增加设备装置和人员，只需改进操作控制和加入两类添加剂，即可解决了KV4材质球铁环镀铬层结合强度差的问题。(3)操作上，同原球铁环镀铬方案相比，无特殊性复杂要求。(4)高硬度球铁环镀铬层防脱技术是高硬度球铁环开发最关键的技术瓶颈之一，该发明工艺的实施，解决了KV4球铁环镀铬批量生产问题，为公司产品进入大功率、高转速、高负荷发动机市场打下了坚实基础。

具体实施方式：

根据下述实施例，可以更好的理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1：

用牌号为NHC-8的高强球墨铸铁制造活塞环，应用于锡柴4DF3(￠110)球楔铬平，要求：铬层厚度0.15-0.19mm