[發(fā)明專利]一種包含內(nèi)置冷卻油道的全鋼活塞制造方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710675480.5 | 申請(qǐng)日： | 2017-08-09 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN109382637A | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-02-26 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 黃齊文;熊釗颋;黃聞欣 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 武漢華材表面科技有限公司 |
| 主分類號(hào)： | B23P15/10 | 分類號(hào)： | B23P15/10;F02F3/22 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 430050 湖北省武漢市武*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 活塞 冷卻油道 凸緣 活塞頭部 全鋼活塞 內(nèi)置 等離子束 封閉油道 活塞毛坯 機(jī)械疲勞 熔融焊接 生產(chǎn)效率 塑性變形 結(jié)合面 開(kāi)口槽 內(nèi)表面 熱疲勞 熱旋壓 有效地 預(yù)留的 旋壓 油道 預(yù)留 制造 鑄造 抵抗 封閉 加工 生產(chǎn) | ||
本發(fā)明提出一種包含內(nèi)置冷卻油道的全鋼活塞的制造方法。鑄造出含有用作封閉油道開(kāi)口槽部分的活塞頭部預(yù)留凸緣的活塞毛坯后，使用熱旋壓的方法使在活塞頭部預(yù)留的凸緣發(fā)生塑性變形并封閉冷卻油道。然后使用等離子束將旋壓后的凸緣與油道內(nèi)表面的結(jié)合面進(jìn)行熔融焊接，經(jīng)加工成為活塞成品。本工藝簡(jiǎn)單可靠，可以有效地降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)出的活塞擁有良好的抵抗熱疲勞和機(jī)械疲勞的能力，能夠適應(yīng)日漸提高的活塞使用要求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種包含內(nèi)置冷卻油道的全鋼活塞的制造工藝。
背景技術(shù)
近年來(lái)，由于內(nèi)燃機(jī)強(qiáng)化程度的不斷提高和排放要求的日益嚴(yán)格，傳統(tǒng)鋁合金活塞越來(lái)越難以滿足使用要求。相比于鋁質(zhì)材料，鋼質(zhì)材料具有更高的機(jī)械強(qiáng)度、更好的耐磨性能和高溫力學(xué)性能。同時(shí)，鋼質(zhì)材料熱膨脹系數(shù)小，可以實(shí)現(xiàn)更小的活塞和氣缸間隙，提高發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，降低燃油消耗。
然而，作為活塞鋼質(zhì)材料也具有自身的缺點(diǎn)。除去密度偏大和加工較為困難等因素外，一個(gè)需要著重考慮的問(wèn)題是鋼質(zhì)材料的導(dǎo)熱性不及鋁合金，從而導(dǎo)致鋼質(zhì)活塞的冷卻尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的鋁合金活塞采用內(nèi)置冷卻油道的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)活塞在使用過(guò)程中的冷卻。由于鋁合金的低熔點(diǎn)，這種冷卻油道可以采用預(yù)置鹽芯的鑄造工藝制造。這種方法卻不能被用在具有高熔點(diǎn)的鋼制材料上。
面對(duì)這一問(wèn)題，最常見(jiàn)的解決方法為將活塞分為兩部分，然后采用螺紋、過(guò)盈配合或是焊接等工藝實(shí)現(xiàn)兩部分的結(jié)合，并在結(jié)合的過(guò)程中形成環(huán)形的冷卻油道。其中，焊接工藝，尤其是摩擦焊和高能束焊接被使用得比較普遍。但是這些方法中依然存在焊接處結(jié)合強(qiáng)度不高或是工藝復(fù)雜成本偏高等問(wèn)題，阻礙了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種包含內(nèi)置冷卻油道的全鋼活塞制造方法。相對(duì)于當(dāng)前較為主流的全鋼活塞生產(chǎn)工藝，該工藝加工方法更為簡(jiǎn)單可靠，可以有效地降低生產(chǎn)成本并提高生產(chǎn)效率，且生產(chǎn)出的活塞擁有良好的抵抗熱疲勞和機(jī)械疲勞的能力，能夠適應(yīng)日漸提高的活塞使用要求。
本發(fā)明的實(shí)施方案為：
1. 鑄造出活塞毛坯，該毛坯包含有燃燒室、銷孔、未完全封閉的冷卻油道和用作封閉油道開(kāi)口槽部分的凸緣；
2. 通過(guò)熱旋壓的方式使凸緣發(fā)生塑性形變從而封閉冷卻油道；
3. 采用高能束焊接工藝對(duì)塑性變形后的凸緣與活塞主體的接觸縫隙進(jìn)行熔焊，制成活塞半成品；
4. 將活塞半成品加工成為活塞成品。
這種活塞制造工藝的優(yōu)點(diǎn)在于：
1. 通過(guò)鑄造行成包含燃燒室、銷控、冷卻油道等部分的活塞毛坯，相比較CN100453253C、CN201326733Y、CN101793205A、CN201620966U、CN102423843B、CN103016194A、CN103174537A、CN104005876A、CN104801847A、CN105156222A等采用鍛造來(lái)制作活塞毛坯，加工余量小，材料成本低。且鑄造工藝使活塞的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為靈活，使應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)的優(yōu)化成為可能。針對(duì)鑄造整體強(qiáng)度低于鍛鋼零件材料和精鑄件熱處理成品率低于鍛造件等缺點(diǎn)，本發(fā)明中采用表面強(qiáng)化技術(shù)對(duì)零件進(jìn)行局部強(qiáng)化和優(yōu)化熱處理工藝予以彌補(bǔ)；
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