本發明涉及活塞隔熱涂層領域，具體是一種內燃機鍛鋼活塞頂部隔熱涂層的制備工藝。
背景技術：
隨著發動機排放要求越來越嚴格，爆發壓力不斷提升，造成活塞頂部承受的熱負荷以及機械負荷不斷升高，特別是重型柴油機活塞，采用原來的鋁合金結構設計，經常出現頂部開裂以及熔頂等故障，嚴重影響發動機的可靠性，部分發動機鋁合金活塞采用了頂部陽極氧化技術來降低頂部溫度，仍不能滿足發動機可靠性的要求。
伴隨著鍛鋼結構活塞的不斷出現，鋼活塞目前呈現高速發展的勢頭，但是面對國五、國六的法規要求，活塞頂部的溫度越來越高，為了降低活塞頂部的熱負荷，鍛鋼活塞頂部采用了加工成型空腔油道的方式，使用機油來冷卻活塞頂部。由于活塞持續頂部溫度超過320℃，而且由于鋼的導熱系數比較大，造成內冷油道靠頂部區域尤其是燃燒室區域，溫度較高，致使冷卻機油容易焦化，長時間的焦化積累，容易堵塞內冷油道，造成活塞因為冷卻失效而造成頂部溫度升高，超過鋼的疲勞極限，造成頂部開裂現象。
根據發動機頂部對于隔熱的要求，本發明主要是基于鍛鋼活塞的頂部隔熱要求，結合鋼表面無法直接氧化的特性，公開一種用于解決該項難題的技術。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種內燃機鍛鋼活塞頂部隔熱涂層的制備工藝，以解決上述背景技術中提出的問題。
為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
一種內燃機鍛鋼活塞頂部隔熱涂層的制備工藝，包括以下步驟：
(1)在活塞機體表面電鍍或等離子噴涂一層預處理鋁涂層，電鍍或等離子噴涂的厚度為200μm±50μm；
(2)在預處理鋁涂層表面進行陽極氧化或微弧氧化，處理的厚度為40μm～120μm，粗糙度為Ra1.6以內。
作為本發明進一步的方案：所述步驟(1)中，電鍍的步驟為：
1)經脫脂的活塞放入清洗水槽中漂洗干凈；
2)經漂洗干凈的活塞放入酸洗槽中酸洗，酸洗液的配置比例為硫酸：鹽酸＝2：1，質量濃度為2％～3％；
3)用自來水清洗活塞表面的殘酸，清洗時間9s～11s，吹干氣壓0.5±0.1Mpa，防止掛酸腐蝕活塞并燙干；
4)將經處理后的鋼活塞放入反應爐中，并在反應爐底部放入適量的鋁片，其上覆蓋配置的熔融鹽，熔融鹽是由質量比為2～3:1的NaCl和KCl組成的混合鹽，并將待處理的活塞處理面覆蓋，同時將加熱爐溫度控制在750℃～850℃，電流密度控制在20/A·dm-2，電鍍時間控制在30min～40min，電鍍厚度控制在200μm±50μm之間；
5)對電鍍后的鋁涂層頂面進行精車。
作為本發明再進一步的方案：所述步驟(2)中，微弧氧化的步驟為：
1)將鋁涂層頂面精車完成的活塞進行微弧氧化，用專用防護工裝密封活塞非氧化部位；
2)安裝上彈性導電掛具，確保每個掛具都有活塞，保持平衡；
3)用自來水清洗活塞表面的殘酸，防止掛酸腐蝕活塞；
4)將自動航車移至氧化槽位置，每個活塞中心對應噴嘴口中心，對準導電儀，進行微弧氧化處理，氧化處理的厚度為40μm～120μm，粗糙度為Ra1.6以內，氧化液溫度控制在30±5℃，pH值為9～13，溶液呈堿性，電流0～200A，頻率700Hz～2100Hz，電壓0～560V；
氧化液的成分含有8g/L的Na2SiO3、2g/L的KOH、2g/L的Na2WO4、3g/L的Na2EDTA以及水；
5)氧化結束后待電源自動關閉，以及相關指示燈熄滅，將自動航車提起；
6)進入清水槽漂洗燙干，漂洗時間9～11s，吹干氣壓0.5±0.1Mpa。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
本發明的涂層隔熱技術，可以降低頂面溫度30～50℃，有效的解決了冷卻油的燒焦問題，經驗批量驗證，效果良好。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
內燃機鍛鋼活塞頂部隔熱涂層的制備工藝，包括以下步驟：
(1)在活塞機體表面電鍍或等離子噴涂一層預處理鋁涂層，電鍍或等離子噴涂的厚度為200μm±50μm；
(2)在預處理鋁涂層表面進行陽極氧化或微弧氧化，處理的厚度為40μm～120μm，粗糙度為Ra1.6以內。
其中，電鍍的步驟為：
1)經脫脂的活塞放入清洗水槽中漂洗干凈；
2)經漂洗干凈的活塞放入酸洗槽中酸洗，酸洗液的配置比例為硫酸：鹽酸＝2：1，質量濃度為2％～3％；
3)用自來水清洗活塞表面的殘酸，清洗時間9s～11s，吹干氣壓0.5±0.1Mpa，防止掛酸腐蝕活塞并燙干；
4)將經處理后的鋼活塞放入反應爐中，并在反應爐底部放入適量的鋁片，其上覆蓋配置的熔融鹽，熔融鹽是由質量比為2～3:1的NaCl和KCl組成的混合鹽，并將待處理的活塞處理面覆蓋，同時將加熱爐溫度控制在750℃～850℃，電流密度控制在20/A·dm-2，電鍍時間控制在30min～40min，電鍍厚度控制在200μm±50μm之間；
5)對電鍍后的鋁涂層頂面進行精車。
其中，微弧氧化的步驟為：
1)將鋁涂層頂面精車完成的活塞進行微弧氧化，用專用防護工裝密封活塞非氧化部位；
2)安裝上彈性導電掛具，確保每個掛具都有活塞，保持平衡；
3)用自來水清洗活塞表面的殘酸，防止掛酸腐蝕活塞；
4)將自動航車移至氧化槽位置，每個活塞中心對應噴嘴口中心，對準導電儀，進行微弧氧化處理，氧化處理的厚度為40μm～120μm，粗糙度為Ra1.6以內，氧化液溫度控制在30±5℃，pH值為9～13，溶液呈堿性，電流0～200A，頻率700Hz～2100Hz，電壓0～560V；
氧化液的成分含有8g/L的Na2SiO3、2g/L的KOH、2g/L的Na2WO4、3g/L的Na2EDTA以及水；
5)氧化結束后待電源自動關閉，以及相關指示燈熄滅，將自動航車提起；
6)進入清水槽漂洗燙干，漂洗時間9～11s，吹干氣壓0.5±0.1Mpa。
同時，通過這種工藝，也可以在活塞的燃燒室和內冷油道上進行該隔熱涂層。
微弧氧化的原理及特點：微弧氧化表面處理，是指在普通陽極氧化的基礎上，利用弧光放電增強并激活在陽極上發生的反應，從而在鋁合金材料的工件表面形成優質的強化陶瓷膜的方法，通過用專用的微弧氧化電源在工件上施加電壓，使工件表面的金屬與電解質溶液相互作用，在工件表面形成微弧放電，在高溫、電場等因素的作用下，金屬表面形成陶瓷膜達到工件表面強化的目的。
微弧氧化技術的突出特點是：(1)大幅度地提高了材料的表面硬度，顯微硬度在1000HV至2000HV，最高可達3000HV，可與硬質合金相媲美，大大超過熱處理后的高碳鋼、高合金鋼和高速工具鋼的硬度；(2)良好的耐磨損性能；(3)良好的耐熱性及抗腐蝕性，從根本上克服了鋁、鎂、鈦合金材料在應用中的缺點，因此該技術有廣闊的應用前景；(4)有良好的絕緣性能，絕緣電阻可達100MΩ；(5)溶液為環保型，符合環保排放要求；(6)工藝穩定可靠，設備簡單；(7)反應在常溫下進行，操作方便，易于掌握，(8)基體原位生長陶瓷膜，結合牢固,陶瓷膜致密均勻，(9)微弧氧化對鋁材要求不高，不管是含銅或是含硅的難以陽極氧化鋁合金，均可用于微弧氧化，且能得到理想膜層。
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。