[發(fā)明專利]活塞及其制造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110731556.8 | 申請日： | 2021-06-29 |
| 公開（公告）號： | CN113250848B | 公開（公告）日： | 2022-08-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 齊少豹;李志杰;田紅霞;王作峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 濰柴動力股份有限公司 |
| 主分類號： | F02F3/12 | 分類號： | F02F3/12;F02F3/14;C23C24/10;C25D11/26 |
| 代理公司： | 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205 | 代理人： | 肖周強(qiáng);劉芳 |
| 地址： | 261061 山東省濰坊*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 活塞 及其 制造 方法 | ||
本申請實施例提供一種活塞及其制造方法，涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決活塞的隔熱層與活塞頂?shù)慕Y(jié)合強(qiáng)度低，隔熱層容易由活塞頂脫落的問題。該活塞包括活塞頭和活塞裙部，活塞頭的一端具有活塞頂，活塞裙部設(shè)置在活塞頭背向活塞頂?shù)囊欢恕；钊斢射摵辖鹬瞥桑钊數(shù)谋砻嬖O(shè)有隔熱層，隔熱層包括與活塞頂?shù)谋砻孢B接的鈦鋁合金層。活塞的制造方法包括對活塞的活塞頂進(jìn)行預(yù)處理；在活塞頂上形成鈦鋁合金層；處理鈦鋁合金層，并在鈦鋁合金層的至少部分表面形成鈦鋁陶瓷層。鈦鋁合金的線膨脹系數(shù)與鋼的線膨脹系數(shù)接近，活塞頂在處于高溫的環(huán)境下時，活塞頂與鈦鋁合金層的膨脹程度相近，使得隔熱層與活塞頂結(jié)合緊密，避免隔熱層由活塞頂脫落。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及內(nèi)燃機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種活塞及其制造方法。
背景技術(shù)
活塞是在內(nèi)燃機(jī)的汽缸中作往復(fù)運(yùn)動的機(jī)件，活塞朝向汽缸內(nèi)的一端具有活塞頂，活塞頂與汽缸蓋、汽缸壁共同組成燃燒室。燃料在燃燒室內(nèi)燃燒生成高溫氣體，高溫氣體推動活塞運(yùn)動以向外輸出動力。由于活塞頂會直接與燃燒室內(nèi)的高溫氣體接觸，活塞的溫度會迅速升高，并引起與活塞連接的其他零部件升溫，增大這些零部件的熱負(fù)荷。
相關(guān)技術(shù)中，為了降低活塞的溫度，會在活塞頂上增加隔熱層，隔熱層在活塞頂與高溫氣體之間形成屏障，以限制活塞的溫度升高。
然而，相關(guān)技術(shù)中，隔熱層與活塞頂?shù)慕Y(jié)合強(qiáng)度低，隔熱層容易由活塞頂脫落。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中提到的隔熱層與活塞頂?shù)慕Y(jié)合強(qiáng)度低，隔熱層容易由活塞頂脫落的問題，本申請實施例提供的活塞及其制造方法，活塞的隔熱層與活塞頂結(jié)合緊密，避免隔熱層由活塞頂脫落。
本申請實施例提供的活塞，包括活塞頭和活塞裙部，所述活塞頭的一端具有活塞頂，所述活塞裙部設(shè)置在所述活塞頭背向所述活塞頂?shù)囊欢耍?/p>
所述活塞頂由鋼合金制成，所述活塞頂?shù)谋砻嬖O(shè)有隔熱層，所述隔熱層包括與所述活塞頂?shù)谋砻孢B接的鈦鋁合金層。
鈦鋁合金的線膨脹系數(shù)與鋼的線膨脹系數(shù)接近，活塞頂在處于高溫的環(huán)境下時，活塞頂與鈦鋁合金層的膨脹程度相近，使得隔熱層與活塞頂結(jié)合緊密，避免隔熱層由活塞頂脫落。
另外，鈦鋁合金的熱傳導(dǎo)系數(shù)較小，強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，即使長時間處于高溫的環(huán)境下，也不容易變形、損壞，能夠提升隔熱層的使用壽命。
在一種可能的實施方式中，本申請實施例提供的活塞，所述隔熱層還包括鈦鋁陶瓷層，所述鈦鋁陶瓷層位于所述鈦鋁合金層的表面。
鈦鋁陶瓷層具有較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)，能夠提升隔熱層的隔熱能力，使隔熱層能更好地降低高溫氣體對活塞的熱量傳遞，減緩活塞溫度的上升。相應(yīng)地，由于隔熱層的隔熱能力得到提升，更多的熱量將保留在燃燒室內(nèi)，減少了熱量損失。
在一種可能的實施方式中，本申請實施例提供的活塞，所述鈦鋁陶瓷層的厚度為0.05-1mm，和/或，所述鈦鋁合金層的厚度為0.05-4mm。
本申請實施例還提供一種活塞的制造方法，能夠在活塞頂上形成與活塞頂緊密連接的隔熱層，避免隔熱層由活塞頂脫落。
本申請實施例提供的活塞的制造方法，用于制造上述活塞，所述活塞的制造方法包括：
對活塞的活塞頂進(jìn)行預(yù)處理；
在所述活塞頂上形成鈦鋁合金層；
處理所述鈦鋁合金層，并在所述鈦鋁合金層的至少部分表面形成鈦鋁陶瓷層。
在一種可能的實施方式中，本申請實施例提供的活塞的制造方法，所述在所述活塞頂上形成鈦鋁合金層的步驟包括：
將所述活塞埋入鈦鋁合金粉末中，所述活塞頂朝向所述鈦鋁合金粉末的表層；
將所述活塞朝向所述鈦鋁合金粉末的表層移動；
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