[發(fā)明專利]一種輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510853527.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN105422307A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘成群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波市群星粉末冶金有限公司
• 主分類號(hào): F02F3/00
• 分類號(hào): F02F3/00;F02F3/12;C22C21/02;B22F3/16;B22F1/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

1.一種輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，包括頭部和連接在頭部下端的裙部，所述頭部上由下向上依次設(shè)有油環(huán)槽和氣環(huán)槽，油環(huán)槽底面上開有徑向小孔，所述裙部的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的銷孔，所述發(fā)動(dòng)機(jī)活塞由鋁合金陶瓷多孔材料制成，所述鋁合金陶瓷多孔材料包括質(zhì)量比為100：(55.1-165.2)：(0.4-0.9)：(9-12)的鋁合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié)劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述鋁合金陶瓷多孔材料的孔隙率為55.4-78.6％，孔徑為13.1-25.0μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述鋁合金陶瓷多孔材料中鋁合金粉的粒徑為3-15μm，陶瓷粉的粒徑為30-100nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述鋁合金粉由以下質(zhì)量百分比含量的組分組成：19.3-22.7％Si，0.9-1.2％Cu，1.1-2.1％Mg，0.6-1.5％Ni，0.20-0.35％Mn，0.20-0.33％Ti，0.05-0.09％C，0.3-0.5％Bi，0.05-0.25％Fe，0.7-1.1％Re，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述陶瓷粉包括質(zhì)量百分比為50-60％的β-SiC和質(zhì)量百分比為40-50％的HBN。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述致孔劑為致孔劑Ⅰ、致孔劑Ⅱ和致孔劑Ⅲ的混合物，其中，在致孔劑Ⅰ、致孔劑Ⅱ和致孔劑Ⅲ的混合物中，所述致孔劑Ⅰ的含量占混合物總質(zhì)量的10-15％，致孔劑Ⅱ的含量占混合物總質(zhì)量的35-55％，余量為致孔劑Ⅲ。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述致孔劑的外層包覆有一層網(wǎng)絡(luò)狀的Al₂O₃涂層。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的頭部的頂部還涂覆有一層陶瓷隔熱層，所述的陶瓷隔熱層為厚度為0.8-10μm的空心ZrO₂層。

9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的制備方法，其特征在于，所述制備方法的步驟如下：

S1、將鋁合金粉、陶瓷粉、致孔劑、粘結(jié)劑按比例混合，在300-450Mpa壓力下壓制成發(fā)動(dòng)機(jī)活塞生坯；

S2、在空心ZrO₂粉中加入粘結(jié)劑混勻，將混勻后的空心ZrO₂粉涂覆在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞生坯頭部的頂部；

S3、將步驟S2中的生坯先在300-450Mpa壓力、450-500℃下預(yù)燒25-35min；然后在450-500Mpa壓力下以5℃/min的速度升溫至630℃、650℃、670℃、690℃，分別保溫0.5h、0.5h、0.6h、0.8h，隨后冷卻至室溫得頭部頂部有一層空心ZrO₂陶瓷隔熱層的發(fā)動(dòng)機(jī)活塞；

S4、對(duì)步驟S3中的空心ZrO₂陶瓷隔熱層進(jìn)行激光掃描，即得輕型耐磨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞成品。