[发明专利]一种水溶性盐芯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐芯技术领域，更具体地说，是涉及一种水溶性盐芯及其制备方法。

背景技术

发动机是汽车、机车车辆和船舶等的动力来源，而活塞是各种发动机的“心脏部件”，活塞的作用是承受燃气压力，并通过活塞销将压力传给连杆驱使曲轴旋转，其结构示意图如图1所示。活塞在工作过程中承受着高温、高压、复杂摩擦和热机耦合载荷的作用，工作环境十分恶劣，同时，为降低铁质材料、锻钢和铸铁活塞重量大，惯性大的问题，活塞使用质量较轻的铝合金材料，但当温度升高到一定程度后，铝合金材料的力学等性能急剧下降，易造成铝合金活塞的失效，不能满足发动机的工作要求。为了解决这一问题，人们通过把盐芯铸造到活塞头部(其结构示意图如图2所示)，再用水溶解掉盐芯，形成空腔，从而在发动机工作过程中，通过喷嘴向活塞头部空腔喷入机油来降低活塞头部温度，这道环形“空腔”又叫内冷却油道。

盐芯材料一般选用精制工业盐或精制食用盐，因为其熔点约为801℃，高于活塞铝合金的浇注温度(不超过780℃)。现有技术中的盐芯在制备过程中，为满足铸造要求及产品力学性能要求，一般在盐芯材料中添加适量的树脂等粘结剂或润滑剂，或者添加磷酸盐、金属氧化物等陶瓷颗粒，如公开号为CN 101869963A的中国专利公开了一种铸造用水溶性复合盐芯、公开号为CN 1994615B的中国专利公开了一种发动机活塞盐芯，得到的产品均为复合盐芯。并且，目前国内外对于盐芯的研究也侧重于添加具有不同功能的化合物(如树脂)或陶瓷颗粒。

但是，由于复合材料在原料混合过程中难以搅拌均匀，导致得到的复合盐芯的强度波动较大，性能不稳定；而且，复合盐芯在高温铸造铝合金活塞过程中容易发生化学反应，粘在活塞的内冷却油道表面，冲洗困难，从而大大降低冷却效果，减少活塞使用寿命，还会使活塞积碳严重，有害气体排放增加。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种水溶性盐芯及其制备方法，采用本发明提供的制备方法得到的产品在满足强度要求的基础上，易于溶解、在内冷却油道无残留。

本发明提供了一种水溶性盐芯的制备方法，包括以下步骤：

a)将盐粉依次进行球磨、筛分和烘烤，得到盐芯材料；

b)将步骤a)得到的盐芯材料依次进行压制和烧结，得到水溶性盐芯。

优选的，步骤a)中所述球磨的转速为20r/min～40r/min，球磨时间为1min～6min。

优选的，步骤a)中所述筛分得到的盐粉的粒度分布为：

小于62μm占0.1～6wt％，小于80μm大于等于62μm占1～15wt％，小于90μm大于等于80μm占10～30wt％，小于150μm大于等于90μm占20～40wt％，小于180μm大于等于150μm占20～50wt％，小于250μm大于等于180μm占1～15wt％，小于355μm大于等于250μm占0.01～0.5wt％，小于500μm大于等于355μm占0.01～0.5wt％，小于700μm大于等于500μm占0.01～0.5wt％，大于等于700μm占0wt％。

优选的，步骤a)中所述筛分得到的盐粉的粒度分布为：

小于62μm占0.57～5.98wt％，小于80μm大于等于62μm占1.42～13.25wt％，小于90μm大于等于80μm占14.44～25.59wt％，小于150μm大于等于90μm占24.87～35.75wt％，小于180μm大于等于150μm占22.73～47.54wt％，小于250μm大于等于180μm占2.00～11.37wt％，小于355μm大于等于250μm占0.03～0.27wt％，小于500μm大于等于355μm占0.05～0.50wt％，小于700μm大于等于500μm占0.01～0.47wt％，大于等于700μm占0wt％。

优选的，步骤a)中所述烘烤的温度为80℃～250℃，时间为1h～3h。

优选的，步骤b)中所述压制的压力为10.5MPa～22.5MPa，保压时间为5s～12s。

优选的，步骤b)中所述烧结采用程序控温；

所述程序控温具体为：

先升温至650℃～700℃，保温2.5h～3.5h；再降温至500℃～600℃，保温1.5h～2h；最后降温至250℃～350℃，保温0.5h～1h。

优选的，步骤b)中所述烧结前，还包括：

将压制得到的盐芯毛坯进行检验和修整。

优选的，所述步骤b)还包括：

将得到的水溶性盐芯进行后处理，得到水溶性盐芯产品；