加工發動機鎂合金部件的工藝的製作方法
2023-10-09 14:55:19 2
專利名稱：加工發動機鎂合金部件的工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種鎂合金件的加工工藝，特別涉及一種加工發動機鎂合金部件的工藝。
背景技術：
發動機是交通工具上最重要的部件之一，發動機上的覆蓋件主要用鋁合金及鎂合金製造。鋁合金及鎂合金的大量使用，可使交通工具的重量減輕，減重後的交通工具，特別是摩託車具有啟動性能、剎車性能、轉彎性能明顯提高，100公裡油耗明顯下降。鎂合金是最輕的結構金屬，密度只有1.74kg/cm3，比鋼約輕77％，比鋁合金約輕36％；鎂合金具有良好的尺寸穩定性、良好的能量吸收特性和抗震性能。
目前，發動機用鎂合金部件的傳統製造工藝步驟為鑄造——機加工——表面處理——塗裝處理，該工藝線路存在以下不足機加工後的部件在表面處理時常會因與溶液發生化學反應而導致加工尺寸精度超出允許範圍，甚至可能影響到裝配，而後的塗裝處理也可能導致機加部位沾上塗層而影響尺寸精度。
鎂合金傳統的表面處理方法為鉻化處理、微弧氧化處理。部件經鉻化處理後具有一定的耐腐蝕性，但耐磨性能較差；並且鉻化處理會使用大量對人體及環境有害的物質，處理後的部件也含有害物質六價鉻，其使用受到一定的局限。微弧氧化處理使用無毒的溶液處理，可得到耐腐蝕性及耐磨性能優良的保護層，但微弧氧化時產生的電弧將導致電能損失，使電能消耗較大，微弧氧化產生的電弧將導致電火花腐蝕，使微弧氧化層的表面較粗糙。因此採用傳統的製造工藝對發動機用鎂合金部件的加工精度及表面光滑程度存在明顯不足。
發明內容
本發明的目的是提供一種加工發動機鎂合金部件的工藝，用這種工藝加工的發動機用鎂合金部件，具有強度高、表面光潔度高、機加工後的精確尺寸不發生變化等特點。
本發明的目的是這樣實現的工藝步驟按照鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行；其中表面處理採用電化學抑弧氧化處理，抑弧氧化處理以溫度為20℃～45℃的電解溶液，電流輸出波形為脈衝矩形波的380V交流電源，電流密度為1～1.5A/dm2，氧化電壓為300～900V進行處理；或者採用不合鉻的常溫化學成膜處理。
抑弧氧化處理的時間為3分鐘～5小時，使鎂合金部件表面得到厚度為5μm～300μm的抑弧氧化層。
不含鉻的常溫化學成膜處理的時間為1～10分鐘，使鎂合金部件表面得到厚度為3～25μm的化學轉化膜。
由於採用了上述方案，鎂合金部件的加工工藝步驟按照鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行，將機加工工序放在最後進行，能夠保證經表面處理、塗裝處理後的成型鎂合金部件的機加工的尺寸精度不受表面處理、塗裝處理影響，避免了以前在機加工後才進行表面處理、塗裝處理而導致機加工後的尺寸精度發生變化的現象，影響鎂合金部件的裝配效果。表面處理採用電化學抑弧氧化處理。抑弧氧化處理以溫度為20℃～45℃的電解溶液，電流輸出波形為脈衝矩形波的380V交流電源，電流密度為1～1.5A/dm2，氧化電壓為300～900V進行處理，處理的時間為3分鐘～5小時，使鎂合金部件表面得到厚度為5μm～300μm的抑弧氧化保護層。其保護層的顯微硬度大於350H，抗擊穿電壓30V/μm～50V/μm，強度高、表面光潔度高，並能夠保證機加工時部件的非加工部位表面不受損傷。或者表面處理採用不含鉻的常溫化學成膜處理，處理的時間為1～10分鐘，使鎂合金部件表面得到厚度為3～25μm的化學轉化膜，以實現對鎂合金的有效防護，並有利於環保。同時，因鎂合金自身所具有的減震性能，使採用鎂合金部件的發動機的減震性得到提高。又因鎂合金的質量輕，使裝配了採用鎂合金部件的發動機的摩託車的耗油量能夠降低。
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
具體實施例方式
實施例1，採用以下工藝步驟加工摩託車發動機用鎂合金汽缸蓋工藝步驟按照壓力鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行。
鑄造鑄造採用高壓壓力鑄造，將液態的鎂合金在61MPa～120MPa的高壓作用下高速填充壓鑄模的型腔成型。鑄造出合金牌號為AZ91D，其化學成分符合GB/T19078規定的摩託車發動機用鎂合金汽缸蓋。
表面處理鎂合金汽缸蓋表面處理採用電化學抑弧氧化處理。採用普通的PVC池及冷卻系統，抑弧氧化處理以溫度為20℃～45℃的電解溶液，溶液配方為偏鋁酸鈉1～10g/L，磷酸三鈉5～50g/L，氟化鉀5～15g/L，矽酸鈉5～20g/L；抑弧氧化電源採用電流輸出波形為脈衝矩形波的380V三相交流電源；電流密度為1～1.5A/dm2，氧化電壓為300～900V進行處理。抑弧氧化處理的時間為3分鐘～5小時，使鎂合金汽缸蓋表面得到厚度為5μm～300μm的抑弧氧化保護層。抑弧氧化處理的時間根據抑弧氧化層的厚度確定，抑弧氧化處理的時間越長，鎂合金汽缸蓋表面的抑弧氧化層的厚度越厚。
塗裝處理塗裝處理以環氧樹脂為底漆，丙烯酸脂為面漆和罩光漆，採用三塗二烘的方式對鎂合金汽缸蓋表面進行塗裝。其烘乾溫度為140℃，烘乾時間為1小時。
機加工處理對鎂合金汽缸蓋的合蓋面、孔壁等按加工尺寸精度進行精加工處理，使鎂合金汽缸蓋得到精確的裝配尺寸，保證裝配質量。
實施例2，採用以下工藝步驟加工摩託車發動機用鎂合金曲軸箱蓋工藝步驟按照鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行。
鑄造鑄造採用低壓壓力鑄造，在630T壓鑄機上鑄造出合金牌號為AZ91D，其化學成分符合GB/T19078規定的鎂合金曲軸箱蓋。
表面處理鎂合金曲軸箱蓋表面處理採用不含鉻的常溫浸鍍化學成膜處理。採用普通塑料槽；浸鍍溶液配方為磷酸2～10g/L、氟化鈉3～6g/L、磷酸三鈉5～15g/L、焦磷酸鈉3～5g/L；浸鍍處理時間為1～10分鐘，使鎂合金曲軸箱蓋表面得到厚度為3～25μm化學轉化膜保護層。
塗裝處理塗裝處理以環氧樹脂為底漆，丙烯酸脂為面漆和罩光漆，採用三塗二烘的方式對鎂合金曲軸箱蓋表面進行塗裝。其烘乾溫度為140℃，烘乾時間為1小時。
機加工處理對鎂合金曲軸箱蓋的合蓋面、孔壁等按加工尺寸精度進行精加工處理，使鎂合金汽缸蓋得到精確的裝配尺寸，保證裝配質量。
本發明加工工藝的鑄造方法，除採用壓力鑄造外，採用重力澆鑄或半固態成型也能達到同樣效果。
採用本發明加工工藝生產的摩託車發動機用鎂合金部件具有強度高、精密度高、表面光潔度高、減震性能好、節油效果明顯等突出優點。用本發明加工工藝同樣能夠生產出強度高、精密度高、表面光潔度高、減震性能好其它鎂合金產品。
權利要求
1.一種加工發動機鎂合金部件的工藝，其特徵在於工藝步驟按照鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行；其中表面處理採用電化學抑弧氧化處理，抑弧氧化處理以溫度為20℃～45℃的電解溶液，電流輸出波形為脈衝矩形波的380V交流電源，電流密度為1～1.5A/dm2，氧化電壓為300～900V進行處理；或者採用不含鉻的常溫化學成膜處理。
2.根據權利要求1所述的加工發動機鎂合金部件的工藝，其特徵在於抑弧氧化處理的時間為3分鐘～5小時，使鎂合金部件表面得到厚度為5μm～300μm的抑弧氧化層。
3.根據權利要求1所述的加工發動機鎂合金部件的工藝，其特徵在於不含鉻的常溫化學成膜處理的時間為1～10分鐘，使鎂合金部件表面得到厚度為3～25μm的化學轉化膜。
全文摘要
本發明公開了一種加工發動機鎂合金部件的工藝，其工藝步驟按照鑄造、表面處理、塗裝處理、機加工處理順序進行；其中表面處理採用電化學抑弧氧化處理，抑弧氧化處理以溫度為20℃～45℃的電解溶液，電流輸出波形為脈衝矩形波的380V交流電源，電流密度為1～1.5A/dm2，氧化電壓為300～900V進行處理；或者採用不含鉻的常溫化學成膜處理。用本發明工藝加工的發動機用鎂合金部件，具有強度高、表面光潔度高、機加工後的精確尺寸不發生變化等特點。
文檔編號C25D11/02GK1986902SQ20051005745
公開日2007年6月27日 申請日期2005年12月21日 優先權日2005年12月21日
發明者汪武揚 申請人:重慶博奧實業有限公司