[發明專利]一種帶冷卻油腔的船用纖維增強復合材料活塞的制備方法

有效

• 申請號: 201210525760.5
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN103846409A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 彭銀江;周靈展;張廣明;高明燈;朱秀榮;侯林沖;費良軍;徐英;楊亞琛;王秀玲
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業第五二研究所
• 主分類號: B22D18/02
• 分類號: B22D18/02;B22D19/14;C22C47/12;C22C49/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

1.一種帶冷卻油腔的船用纖維增強復合材料活塞的制備方法，其特征在于步驟為：

1）按照以下合金組分及質量百分數配制活塞用鋁合金：

Mn、Zn、Cr、Pb和Sn雜質元素總量不超過0.5%，其余為Al；

2）熔煉處理：將上述配制的活塞合金放入熔化爐中進行熔化，熔化后對鋁合金液進行精煉、變質、細化、再精煉處理；

3）第一環槽氧化鋁短纖維預制件制作：將氧化鋁短纖維采用液體纖維粉碎裝置進行粉碎，去除非纖維化雜質，制作活塞的第一環槽氧化鋁短纖維預制件；

4）擠壓鑄造：將第一環槽氧化鋁短纖維預制件和高強度耐壓可溶鹽芯分別進行預熱，然后固定在預熱好的模具的相應部位上，第一環槽氧化鋁短纖維預制件的轉移時間小于30s，往模具型腔中澆入步驟2）處理好的鋁合金液進行澆注，澆注溫度為720℃～730℃，合模加壓，加壓壓強80MPa～90MPa，保壓時間200s～300s；待鋁合金液完全凝固后，卸壓取出，采用0.3Mpa~0.5MPa壓力的高壓水清除高強度耐壓可溶鹽芯，即可得到帶冷卻油腔的船用纖維增強復合材料活塞毛坯；

5)對活塞毛坯進行熱處理，最后進行機械加工和表面處理，得到鋁活塞成品。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟2）中的精煉、變質、細化、再精煉處理具體過程為：將鋁合金液溫度控制為720℃~740℃，采用精煉劑處理，鋁合金液溫度控制為780℃~800℃，采用變質劑處理，將鋁合金液溫度控制為740℃~760℃，采用細化劑處理，將鋁合金液溫度控制為730℃~740℃，采用精煉劑處理，靜止15~30分鐘后，并將鋁合金液溫度控制為720~730℃，待澆注。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的變質劑為復合磷鹽合金，添加量為鋁合金質量的0.3%～0.5%，所述的細化劑為鋁鈦硼細化劑，添加量為鋁合金質量的0.1%~0.2%，所述的精煉劑的每次添加量為鋁合金質量的0.3%~0.5%。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟3）中的第一環槽氧化鋁短纖維預制件中氧化鋁短纖維的體積分數為13％~15％。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟4）中的第一環槽氧化鋁短纖維預制件的預熱是放在690℃~710℃溫度的電熱爐中進行預熱；高強度耐壓可溶鹽芯是預熱到600℃~650℃，模具是將模具型腔預熱到200℃~250℃。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟5）中的熱處理具體過程為：固溶處理溫度為500±5℃，保溫5.5~6.5h；在60℃~100℃水中進行淬火處理，活塞毛坯從鋁合金淬火爐至水槽的轉移時間小于30s，活塞毛坯固溶處理至時效處理的停置時間小于2h，時效處理溫度為205±5℃，保溫7.5~8h，出爐后空冷。