(一)技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)新穎的耐磨鑲?cè)钊?/p>

(二)背景技術(shù)

活塞是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的“心臟”，在發(fā)動(dòng)機(jī)中也是工作條件最惡劣的關(guān)鍵零部件之一。活塞在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的主要功用是承受氣體壓力，在高溫、高壓、高速、潤(rùn)滑不良的條件下工作，而且散熱條件很差，工作時(shí)頂端接觸面溫度高達(dá)700K；同時(shí)活塞頂部承受氣體壓力也很大，柴油機(jī)高達(dá)6～9MPa，還要承受側(cè)壓力的作用；活塞在氣缸內(nèi)以(8～12m/s)的運(yùn)動(dòng)速度作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在慣性力的作用下要承受很大的附加載荷。活塞的上述惡劣工作條件，極易產(chǎn)生活塞體的變形和多道密封環(huán)、油封等的磨損和老化，特別是處于第一道的密封環(huán)，是最容易出現(xiàn)磨損和老化的部位，這是影響柴油機(jī)工況和活塞使用壽命的主要因素。近年來(lái)，針對(duì)于活塞本體和密封環(huán)的研究取得了較多的成果，活塞耐磨鑲?cè)夹g(shù)的研究與開(kāi)發(fā)是多年來(lái)汽配制造廠商大力推行的一種有效提高活塞工作效率、延長(zhǎng)使用壽命和提升發(fā)動(dòng)機(jī)工作效果的新課題，但活塞的耐磨鑲?cè)τ质且豁?xiàng)加工工藝復(fù)雜、技術(shù)含量高的生產(chǎn)過(guò)程，鑲?cè)Σ牧系倪x擇和鑲?cè)に嚨难芯恳恢笔抢_該技術(shù)得以提升的難題之一。本發(fā)明通過(guò)對(duì)活塞鑲?cè)Σ牧系暮侠磉x擇，并優(yōu)化了鑲?cè)Σ课坏慕Y(jié)構(gòu)形狀，最終使活塞的耐磨鑲?cè)に嚨玫搅烁倪M(jìn)與提高。

(三)發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要提供了一種材質(zhì)穩(wěn)定、成本低廉和鑲?cè)Νh(huán)槽結(jié)構(gòu)牢度好的耐磨鑲?cè)钊⒖朔艘延屑夹g(shù)的不足。本發(fā)明的主要技術(shù)方案如下：

一種耐磨鑲?cè)钊饕苫钊倔w、銷軸孔、一道環(huán)槽、二道環(huán)槽、三道環(huán)槽和耐磨鑲?cè)w等組成。活塞本體的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)活塞相同，上端為頭部，即與燃燒室接觸部，下端為裙部，即活塞的導(dǎo)向部分，中間端為活塞銷座，設(shè)有用于活塞與連桿相連接的銷軸孔。本發(fā)明在活塞本體的上端共設(shè)置有三道環(huán)槽，一道環(huán)槽和二道環(huán)槽用作安放密封氣環(huán)，三道環(huán)槽用作安放密封油環(huán)。考慮到一道環(huán)槽的密封氣環(huán)的鑄鐵材質(zhì)和高溫缺潤(rùn)滑的使用特點(diǎn)，本發(fā)明對(duì)一道環(huán)槽進(jìn)行了耐磨鑲?cè)Α?/p>

作為優(yōu)選，本發(fā)明耐磨鑲?cè)w使用高鎳奧氏體鑄鐵材質(zhì)，主要元素含量為：C(2.1-2.7)％，Si(1.8-2.2)％，Mn(1.0-1.5)％，Cr(1.0-1.5)％，Ni(13.5-17.5)％，Cu(5.5-7.5)％。

本發(fā)明在活塞的耐磨鑲?cè)に嚳刂粕希捎昧?50℃-700℃溫度范圍的滲鋁工藝，在滲鋁過(guò)程中可保證耐磨鑲?cè)w的Fe元素與活塞本體的Al元素之間形成最佳的擴(kuò)散層，保證了耐磨鑲?cè)w的最佳鑲嵌牢度。

作為優(yōu)選，本發(fā)明在耐磨鑲?cè)w橫截面的形狀設(shè)置上采用了梯形狀設(shè)計(jì)，內(nèi)圈厚度大于外圈厚度，內(nèi)圈作為耐磨鑲?cè)w的內(nèi)側(cè)，與鋁質(zhì)的活塞本體經(jīng)滲鋁后可牢固融合，耐磨鑲?cè)w的外圈與活塞本體的外圓面保持在一個(gè)圓弧面上，外圈上還設(shè)有安放密封氣環(huán)的環(huán)槽。

由以上所述的技術(shù)方案可以明了，本發(fā)明與已有技術(shù)相比，在耐磨鑲?cè)w材質(zhì)的選擇、鑲?cè)に嚨拇_定、鑲?cè)w的形狀設(shè)計(jì)上都有一定的改變。選用的鑲?cè)w材質(zhì)，與原有技術(shù)相比，該材質(zhì)制成的耐磨鑲?cè)w能與活塞本體的鋁合金材質(zhì)在膨脹系數(shù)上保持最佳的匹配，可在交變的冷熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的作用下，保證耐磨鑲?cè)w與鋁活塞本體之間不產(chǎn)生松動(dòng)甚至脫離現(xiàn)象。

本發(fā)明在鑲?cè)に嚨臐B鋁工序中采用650℃-700℃的溫度范圍，有效避開(kāi)了Fe、Al元素二者各自向?qū)Ψ綌U(kuò)散速度不同的工藝難題，不會(huì)產(chǎn)生因Fe元素向Al元素?cái)U(kuò)散速度快而造成耐磨鑲?cè)w尺寸縮小的問(wèn)題。

本發(fā)明中耐磨鑲?cè)w的梯形狀截面設(shè)計(jì)，增加了耐磨鑲?cè)w與鋁活塞本體間的機(jī)械粘接牢度，在激烈的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中能保證整個(gè)鑲?cè)Y(jié)構(gòu)體的工作牢度，應(yīng)用效果良好。

(四)附圖說(shuō)明

圖1為耐磨鑲?cè)钊闹饕晥D

圖2為耐磨鑲?cè)w的局部放大視圖

(五)具體實(shí)施方式

本發(fā)明所述的一種耐磨鑲?cè)钊绺綀D所示，主要由活塞本體1、銷軸孔2、一道環(huán)槽3、二道環(huán)槽4、三道環(huán)槽5和耐磨鑲?cè)w6等組成。活塞本體1的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)活塞相同，上端為頭部，即與燃燒室接觸部，下端為裙部，即活塞的導(dǎo)向部分，中間端為活塞銷座，設(shè)有用于活塞與連桿相連接的銷軸孔2。本發(fā)明在活塞本體1的上端部設(shè)置了三道環(huán)槽，一道環(huán)槽3和二道環(huán)槽4作為密封氣環(huán)的安放槽，三道環(huán)槽用作安放密封油環(huán)。考慮到一道環(huán)槽3所安放的密封氣環(huán)的鑄鐵材質(zhì)，本發(fā)明對(duì)一道環(huán)槽3進(jìn)行了耐磨鑲?cè)Α?/p>