[发明专利]一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺

权利要求书

1.一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，具体工艺如下：

1）称取适量的偏钨酸铵和氯化钪，以一定的质量比在室温条件下溶解在蒸馏水中，待完全溶解后，在高速离心喷雾干燥机内进行雾化干燥，得到前驱粉末，将ZL108铝合金置于熔炼设备中在740-760℃加热溶化，然后将前驱粉末置于600-650℃下焙烧1-2h，待焙烧结束后前驱粉末经冷等静压处理后加入到铝溶液中并搅拌均匀，得到合金溶液；

2）将得到的合金溶液降温至720-735℃并保持温度恒定，采用高纯惰性气体和精炼剂对和合金溶液喷吹精炼10-15min，接着扒渣后降温至700-710℃并保持温度恒定，以40-60kHz超声振荡处理10-15min，然后采用挤压铸造工艺进行制备，得到毛坯型材，再经过热处理，得到待加工活塞；

3）称取适量的多壁碳纳米管，超声分散于乙醇溶液中，得到分散液，然后将适量的碳化硼粉末加入到分散液中，继续超声分散1-2h，将得到的混合溶液使用球磨机与碳化钨小球球磨2-3h，将球磨后的混溶液在80-90℃下恒温干燥10-12h，得到粉末混合物；

4）将得到的粉末混合物与有机溶剂、有机粘结剂和分散剂搅拌均匀，然后移至搅拌真空脱泡一体机中，在真空度为0.07-0.09MPa，公转转速为100-150r/min，公转与自转速度之比为1:3-4的条件下低速分散搅拌20-30min，然后在公转转速为500-700r/min，公转与自转速度之比为2-3:1的条件下高速分散搅拌30-40min，真空脱泡后得到浆料，将浆料喷涂在待加工活塞表面，干燥后进行高温烧结1-2min，即可完成对活塞的处理工艺。

2.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述偏钨酸铵和氯化钪的质量比为4.5-5:1；所述合金溶液中，前驱粉末的重量占总重量的0.3-0.5%；所述冷等静压处理的压力为50-100MPa，处理时间10-20min。

3.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤1）中，所述ZL108铝合金的化学成分如下：Si11-13%，Cu1-2%，Mn0.3-0.9%，Mg0.4-1.0%，Fe0.2-0.6%，余量为Al。

4.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述高纯惰性气体为纯度≥99.9%的氮气和氩气按1:1的体积比组成；所述精炼剂是由氟铝酸钾、氟钛酸钾、氟硼酸钾和氟化铝按照质量比为7-8:5-6:2-3:1组成的。

5.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述挤压制造工艺参数如下：模具温度为250-300℃，浇注温度700-710℃，压强110-140MPa，保压时间2-3h。

6.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤2）中，所述热处理工艺如下：将毛坯型材在460-480℃下保温2-3h，然后升温至550-570℃保温4-5h进行固溶处理，然后放入70-80℃水中进行淬火3-5min，然后升温至170-190℃保温5-6h进行时效处理，随炉冷却后即可。

7.如权利要求1所述的一种通过涂层技术提高热疲劳使用寿命的活塞预处理工艺，其特征在于，工艺步骤3）中，所述多壁碳纳米管为多层结构，层数为10-40层，管径10-30nm；所述分散液的质量浓度为1-3%；所述碳化硼的粒径为1-3μm，加入量为分散液质量的15-25%；所述球料比为5-10:1；所述超声分散的功率为300-400W。