[发明专利]一种活塞燃烧室二次浇注增强材料及制造方法

摘要

本发明公开了一种活塞燃烧室二次浇注增强材料及制造方法，其要解决现有技术中对于活塞燃烧室部位的抗热疲劳性能较差的问题，在铸造过程中采用二次浇注的方法改变其燃烧室部位成分，在后续加工中采用20‑500KHz高频焊重熔再结晶方式使燃烧室部位粗大的铜、镍、铁等合金相充分细化，以达到喉口增强的目的。增强材料，由以下组分组成：镍3‑40％，铜4‑25％，铁0.4‑20％，硅5‑15％，镁0‑0.8％，钛0.05‑5％，硼0.0002‑2.5％，锰0‑0.5％，锆0‑0.2％，钒0.1‑0.2％，钪0‑0.5％，余量为铝和不可避免的杂质，其中的％为质量百分数。 1

主权项

1.一种利用二次浇注增强材料制造铝活塞的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)自模具的浇口位置浇入设定质量正常成分的铝液；

2)自模具的冒口中浇入设定质量的二次浇注增强材料，二次浇注增强材料的温度为790‑1050℃，制得铝活塞毛坯；

3)活塞毛坯经热处理、机加工、清洗预热后，转至高频焊重熔工序；

4)将活塞毛坯放置在高频焊重熔工装上，将高频焊感应线圈放置于活塞毛坯的燃烧室部位，将高频焊的频率设定为20‑500KHz，功率控制在20‑200KW，在2min以内完成活塞喉口部位的重熔；

所述二次浇注增强材料，由以下组分组成：镍3‑40％，铜4‑25％，铁0.4‑20％，硅5‑15％，镁0‑0.8％，钛0.05‑5％，硼0.0002‑2.5％，锰0‑0.5％，锆0‑0.2％，钒0.1‑0.2％，钪0‑0.5％，余量为铝和不可避免的杂质，其中的％为质量百分数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二次浇注增强材料中的镍铜铁的含量越高，浇注的温度越高。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将所述二次浇注增强材料放置于感应搅拌保温炉中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二次浇注增强材料的质量与正常成分铝液的质量比例为1:8‑1:20。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述高频焊感应线圈与燃烧室之间的距离小于或等于5mm，使活塞喉口部位的熔融细化层深度为2‑5mm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：二次浇注增强材料，由以下组分组成：镍3.5‑35％，铜4‑25％，铁0.4‑20％，硅5‑15％，镁0‑0.8％，钛0.05‑5％，硼0.0002‑2.5％，锰0‑0.5％，锆0‑0.2％，钒0.1‑0.2％，钪0‑0.5％，余量为铝和不可避免的杂质，其中的％为质量百分数。

7.利用权利要求1‑6任一所述方法制造的铝活塞，其特征在于：所述铝活塞的燃烧室由外到内依次为耐热金属元素富集区、成分过渡区和正常材料成分区。

8.权利要求7所述铝活塞在大功率、高负荷发动机中的应用。