[發明專利]一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝

在審

• 申請號: 202011368065.3
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112322923A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 王安
• 申請（專利權）人: 含山縣榮盛機械鑄造有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/06;C22C21/02;C22C32/00;C22F1/043;C23C24/08
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 汪綱

1.一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，具體工藝如下：

1）稱取適量的偏鎢酸銨和氯化鈧，以一定的質量比在室溫條件下溶解在蒸餾水中，待完全溶解后，在高速離心噴霧干燥機內進行霧化干燥，得到前驅粉末，將ZL108鋁合金置于熔煉設備中在740-760℃加熱溶化，然后將前驅粉末置于600-650℃下焙燒1-2h，待焙燒結束后前驅粉末經冷等靜壓處理后加入到鋁溶液中并攪拌均勻，得到合金溶液；

2）將得到的合金溶液降溫至720-735℃并保持溫度恒定，采用高純惰性氣體和精煉劑對和合金溶液噴吹精煉10-15min，接著扒渣后降溫至700-710℃并保持溫度恒定，以40-60kHz超聲振蕩處理10-15min，然后采用擠壓鑄造工藝進行制備，得到毛坯型材，再經過熱處理，得到待加工活塞；

3）稱取適量的多壁碳納米管，超聲分散于乙醇溶液中，得到分散液，然后將適量的碳化硼粉末加入到分散液中，繼續超聲分散1-2h，將得到的混合溶液使用球磨機與碳化鎢小球球磨2-3h，將球磨后的混溶液在80-90℃下恒溫干燥10-12h，得到粉末混合物；

4）將得到的粉末混合物與有機溶劑、有機粘結劑和分散劑攪拌均勻，然后移至攪拌真空脫泡一體機中，在真空度為0.07-0.09MPa，公轉轉速為100-150r/min，公轉與自轉速度之比為1:3-4的條件下低速分散攪拌20-30min，然后在公轉轉速為500-700r/min，公轉與自轉速度之比為2-3:1的條件下高速分散攪拌30-40min，真空脫泡后得到漿料，將漿料噴涂在待加工活塞表面，干燥后進行高溫燒結1-2min，即可完成對活塞的處理工藝。

2.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟1）中，所述偏鎢酸銨和氯化鈧的質量比為4.5-5:1；所述合金溶液中，前驅粉末的重量占總重量的0.3-0.5%；所述冷等靜壓處理的壓力為50-100MPa，處理時間10-20min。

3.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟1）中，所述ZL108鋁合金的化學成分如下：Si11-13%，Cu1-2%，Mn0.3-0.9%，Mg0.4-1.0%，Fe0.2-0.6%，余量為Al。

4.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟2）中，所述高純惰性氣體為純度≥99.9%的氮氣和氬氣按1:1的體積比組成；所述精煉劑是由氟鋁酸鉀、氟鈦酸鉀、氟硼酸鉀和氟化鋁按照質量比為7-8:5-6:2-3:1組成的。

5.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟2）中，所述擠壓制造工藝參數如下：模具溫度為250-300℃，澆注溫度700-710℃，壓強110-140MPa，保壓時間2-3h。

6.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟2）中，所述熱處理工藝如下：將毛坯型材在460-480℃下保溫2-3h，然后升溫至550-570℃保溫4-5h進行固溶處理，然后放入70-80℃水中進行淬火3-5min，然后升溫至170-190℃保溫5-6h進行時效處理，隨爐冷卻后即可。

7.如權利要求1所述的一種通過涂層技術提高熱疲勞使用壽命的活塞預處理工藝，其特征在于，工藝步驟3）中，所述多壁碳納米管為多層結構，層數為10-40層，管徑10-30nm；所述分散液的質量濃度為1-3%；所述碳化硼的粒徑為1-3μm，加入量為分散液質量的15-25%；所述球料比為5-10:1；所述超聲分散的功率為300-400W。