[發明專利]氧化鋁纖維氧化鈦顆粒增強內冷鑲圈活塞毛坯制造方法

有效

• 申請號: 201410587443.5
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104353814A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 馮增建;張國華;張衛正;高曉波;高占雨;徐云慶;俎訓龍;劉小房;辛立波;譚春喜;李建興
• 申請（專利權）人: 山東濱州渤?；钊煞萦邢薰?/a>
• 主分類號: B22D19/02
• 分類號: B22D19/02;B22D18/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 王吉勇

技術領域

本發明涉及一種活塞毛坯的制造方法，尤其是一種氧化鋁纖維氧化鈦顆粒增強內冷鑲圈活塞毛坯制造方法。

背景技術

目前，載重汽車、工程機械、鐵路機車以及船用的發動機都在向大功率、高負荷方向發展，強化程度不斷提高，排放要求越來越嚴格。在發動機的活塞的頭部增加氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒增強可大幅度提高活塞喉口的熱疲勞性能，內冷通道結構可有效降低活塞頭部的溫度，提高發動機的性能。采用液態模鍛鑄造工藝可使活塞組織更加致密，機械性能更高。因此，將三項結合起來，將大大提高活塞的使用性能。內冷通道是將可溶芯鑄造在活塞毛坯頭部，鑄成后再講可溶芯沖溶出去而形成的。但是，受擠壓鑄造工藝方式的限制，通過模具本身無法實現可溶芯的定位。

目前為止，用于形成內冷通道的可溶芯為食鹽制成的鹽芯或添加了石英等氧化物。鑄造過程中，鋁合金溶液在高溫、高壓下可浸入可溶芯內部，活塞毛坯鑄造成后可溶芯不能沖溶干凈，影響將來的內冷效果。因此，以液態模鍛方式生產帶有氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒增強內冷通道結構鑲圈活塞的工藝一直沒有實現。只能通過以液態模鍛鑄造方式鑄造帶有氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒增強但不帶有內冷通道的活塞毛坯，或是采用普通鑄造方式鑄造只帶有內冷通道的活塞毛坯。

中國專利申請CN1943915A公開了一種以液態擠壓鑄造工藝鑄造帶有內冷通道的活塞毛坯的方法，但是：其一CN1943915A技術僅采用了氧化鋁纖維增強燃燒室喉口，活塞在高溫時的穩定性較差。其二CN1943915A技術采用食鹽加剛玉的技術，但其強度、穩定性均較差。其三CN1943915A技術采用鑲圈固定，固定效果差。

發明內容

本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種氧化鋁纖維氧化鈦顆粒增強內冷鑲圈活塞毛坯制造方法，以實現在利用液態模鍛鑄造氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒增強提高燃燒室喉口的高溫疲勞強度和活塞組織致密性的同時，制出內冷通道結構。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種氧化鋁纖維氧化鈦顆粒增強內冷鑲圈活塞毛坯制造方法，包括以下步驟：

1）.?制成兩體式氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒的上預制件和下預制件，其中氧化鋁陶瓷纖維體積分數為8-25%，氧化鈦顆粒體積分數為1-9%，其余為空隙；

上預制件和下預制件的制作方法：

a1.將氧化鋁陶瓷纖維粉碎至10-100μm；

a2.按體積分數分別稱量氧化鋁陶瓷纖維和氧化鈦顆粒，將兩者混合后，加入混料機，充分混合均勻；

a3.將混合后的料分別放入上預制件和下預制件的模具，壓制成型；

a4.?加熱至1050~1350℃，時間1-3小時，即刻成型；

2）.以食鹽和鈦酸鋁陶瓷為原料制成可溶芯；

3）.將滲鋁處理后的耐磨鑄鐵鑲圈放入鑄造模具內并固定；

4）.將兩體氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒上預制件和下預制件預熱；

5）.將可溶芯預熱后，取出兩體氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒上預制件和下預制件，將可溶芯裝入氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒的下預制件，再將氧化鋁陶瓷纖維氧化鈦顆粒上預制件與下預制件組合，迅速放入模具中；

6）.向鑄造模具內倒入鋁合金溶液，加壓成型。

所述的可溶芯是通過下列方法制成的：

a、將食鹽和鈦酸鋁陶瓷粉碎至80~120目篩后，分別加熱至450~550℃以除去其中所含有的水分和其他揮發性雜質；

b、按鈦酸鋁為20~40重量份、食鹽為60~80重量份的配比配料，再進行混合；

c、將混合后的原料放入模具內，擠壓成型；

d、對成型后的可溶芯外形進行車制加工；

e、將車制加工后的可溶芯送入焙燒爐內進行燒結，然后取出。

所述的鈦酸鋁陶瓷也可以為鈦酸鋯或其他類似材料。

本發明中的鈦酸鋁陶瓷用于活塞鹽芯的制造，這與鈦酸鋁陶瓷用于柱塞活塞是完全不同的，鈦酸鋁陶瓷柱塞活塞是整體采用鈦酸鋁陶瓷，是純陶瓷材料。而陶瓷鹽芯，是以食鹽為主，而以鈦酸鋁陶瓷粉作為添加劑加入，其形成的是制作活塞用的鹽芯，而不是活塞本身。

本發明與中國專利申請CN1943915A相比較：