一種活塞頭部快速氧化設備的製作方法

2023-09-19 09:19:20 2

本實用新型屬於發動機活塞製造加工領域，具體涉及一種活塞頭部快速氧化設備。

背景技術：

活塞陽極氧化是為了解決大功率柴油機特別是燃燒室直接設置在活塞頂部的直噴式柴油機活塞的燃燒室口部容易產生裂紋，尤其對於收口盆式燃燒室的口部更易產生熱疲勞裂紋而採用的一種活塞表面處理工藝，通過陽極氧化從而提高活塞的使用壽命。

活塞陽極氧化的實質是將鋁合金的表面層轉化為一層高密度的Al2O3膜，如圖1、2所示，該氧化膜34的隔熱性極好，使易開裂部位形成熱障，放慢熱流的侵入，因而活塞頂部經硬質陽極氧化後能有效地提高其熱疲勞強度。活塞陽極氧化主要應用於活塞頭部，膜層厚度可達90um，硬質陽極氧化時間為5～10分鐘，維氏硬度HV250～500，硬質氧化膜34層熔點高達2000℃，導熱係數小於0.16w/m.k，可使活塞頂部燃燒室承受瞬時高溫，並可起絕熱作用，具有良好的耐熱性、絕緣性和防腐性膜層。現有的活塞頭部氧化設備工藝流程為：活塞裝入面罩→活塞上掛鈎→氧化→活塞下掛鈎→活塞取出面罩，該工藝流程的缺陷在於：作業步驟繁瑣，員工作業強度大，作業周期長。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種操作簡單快捷，氧化效率高的活塞頭部快速氧化設備。

為實現上述目的，本實用新型提供了以下技術方案：一種活塞頭部快速氧化設備，包括具有環形氣密內腔的密封套筒，以及密封套筒下方設置的氧化槽，所述密封套筒的內壁上設有連通環形氣密內腔的環形槽，所述環形槽內設有密封圈；所述密封套筒上還設有與環形氣密內腔連通的進氣口；所述氧化槽底部設有與電源陰極導通的鍍液極板，所述密封套筒上設有沿豎直方向往復運動設置的電極銅板，所述電極銅板與電源陽極導通；所述氧化槽上還設有冷卻系統。

優選的，所述冷卻系統包括氧化槽上設置的進液口和出液口，所述進液口和出液口通過管路與冷卻水槽連通，且與進液口相連的管路上串聯有循環泵。

優選的，所述氧化槽底部設有至少三根向上凸伸設置的鈦針，各鈦針沿氧化槽圓周方向均勻間隔布置，且各鈦針的頂端位於同一水平面內。

優選的，所述密封圈的截面形狀大致為U型，且U型的兩個端部具有向內彎折的翻邊，使U型的開口呈現喇叭狀結構，該U型截面的開口朝向環形氣密內腔的內部設置。

優選的，當待氧化的活塞放置在各鈦針頂端時，所述密封圈位於活塞的第一油環和第二油環之間。

優選的，所述電極銅板固定在一豎直設置的氣缸的活塞杆上，該氣缸的缸體與機架固接。

優選的，所述電極銅板固定在一豎直設置的液壓缸的活塞杆上，該液壓缸的缸體與機架固接。

優選的，所述密封套筒和氧化槽均由絕緣材料製成。

優選的，所述進氣口設置在密封套筒的上端面上。

優選的，所述密封套筒的頂端的外側邊緣設有一圈凸環，所述凸環沿密封套筒軸向向上突出於密封套筒的上端面設置。

本實用新型的技術效果在於：本實用新型採用密封套筒將活塞上需要氧化的區域與不需要氧化的區域隔離，密封套筒採用氣壓控制，充氣時密封圈與活塞外環面緊密貼合，洩氣時密封圈活塞外環面分離，密封步驟簡單，響應迅速，大大提高了活塞氧化工藝的生產效率。

附圖說明

圖1是活塞氧化前的結構示意圖；

圖2是活塞氧化後的結構示意圖；

圖3是本實用新型的實施例所提供的活塞頭部快速氧化設備的剖視圖；

圖4是圖3的I局部放大視圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型進行詳細的描述。

如圖3所示，一種活塞頭部快速氧化設備，包括具有環形氣密內腔11的密封套筒10，以及密封套筒10下方設置的氧化槽20，所述密封套筒10的內壁上設有連通環形氣密內腔11的環形槽，所述環形槽內設有密封圈13；所述密封套筒10上還設有與環形氣密內腔11連通的進氣口12；所述氧化槽20底部設有與電源陰極導通的鍍液極板21，所述密封套筒10上設有沿豎直方向往復運動設置的電極銅板15，所述電極銅板15與電源陽極導通；所述氧化槽20上還設有冷卻系統。本實用新型採用密封套筒10將活塞上需要氧化的區域與不需要氧化的區域隔離，密封套筒10採用氣壓控制，充氣時密封圈13與活塞外環面緊密貼合，洩氣時密封圈13活塞外環面分離，密封步驟簡單，響應迅速，大大提高了活塞氧化工藝的生產效率。

優選的，所述冷卻系統包括氧化槽20上設置的進液口22和出液口23，所述進液口22和出液口23通過管路與冷卻水槽連通，且與進液口22相連的管路上串聯有循環泵24。氧化過程中循環泵24持續不斷的向氧化槽20內輸送冷卻液，避免氧化槽20升溫過高。

進一步的，所述氧化槽20底部設有至少三根向上凸伸設置的鈦針25，各鈦針25沿氧化槽20圓周方向均勻間隔布置，且各鈦針25的頂端位於同一水平面內。用鈦針25來支撐活塞，兩者接觸面積極小，基本不會對活塞表面產生遮擋，確保活塞氧化面無死角。

優選的，如圖4所示，所述密封圈13的截面形狀大致為U型，且U型的兩個端部具有向內彎折的翻邊131，使U型的開口呈現喇叭狀結構，該U型截面的開口朝向環形氣密內腔11的內部設置。該形狀的密封圈13在氣體灌入時不僅能夠向活塞表面收緊，而且密封圈13兩側會有向外張開的趨勢，確保密封圈13兩端面與環形槽緊密貼合。

優選的，當待氧化的活塞放置在各鈦針25頂端時，所述密封圈13位於活塞的第一油環32和第二油環33之間，活塞上與燃燒室相對的一側端面為活塞頂面31，第一油環32和第二油環33是最靠近該底面的兩個油環。除此之外，鈦針25的高度可以根據需要氧化的區域進行選擇。

優選的，所述電極銅板15固定在一豎直設置的氣缸的活塞杆上，該氣缸的缸體與機架固接。除此之外，所述電極銅還可以板固定在一豎直設置的液壓缸的活塞杆上，該液壓缸的缸體與機架固接。

優選的，所述密封套筒10和氧化槽20均由絕緣材料製成。

優選的，所述進氣口12設置在密封套筒10的上端面上，以便於外接供氣管路。

優選的，所述密封套筒10的頂端的外側邊緣設有一圈凸環14，所述凸環14沿密封套筒10軸向向上突出於密封套筒10的上端面設置。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。