[发明专利]冷却通道活塞及其制造方法

权利要求书

1.一种用于内燃机的冷却通道活塞（1），该冷却通道活塞具有与覆盖件（3）相连的活塞主体（2），所述覆盖件朝向所属的燃烧室，其中覆盖件（3）完全构成冷却通道活塞（1）的朝向所述燃烧室的活塞表面（4），其特征在于，在活塞主体（2）的朝向燃烧室的表面中设置有环绕的凹陷部（5），其中覆盖件（3）至少与活塞主体（2）的朝向燃烧室的表面固定连接，并且还桥式跨过环绕的凹陷部（5），使得环绕的凹陷部（5）与桥式跨过所述凹陷部的覆盖件（3）一起形成了冷却通道（6）。

2.按权利要求1所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，所述固定连接是铸造连接，该铸造连接通过把覆盖件（3）至少局部地注入活塞主体（2）中来实现；或者所述固定连接是是材料结合或形锁合连接。

3.按权利要求1或2所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，覆盖件（3）构成盖壁（7）以及冷却通道（6）的侧壁（8）的至少一个部段，并且覆盖件（3）至少局部地构成活塞主体（2）的外圆周侧（9）。

4.按权利要求3所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，在覆盖件（3）的部段中设置至少一个用于活塞环的环形凹槽，所述部段至少局部地构成活塞主体（2）的外圆周侧（9）。

5.按权利要求1至4中至少一项所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，覆盖件（3）的材料具有比活塞主体（2）的材料更高的传热性，并且是铁素体钢、铝、铝合金或石墨，尤其是石墨纤维垫，并且活塞主体（2）的材料是奥氏体钢、铝、铝合金、钛、钛合金、铸铁、石墨或复合材料。

6.按权利要求5所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，活塞主体（2）的材料是借助Ni、Mn、N加以稳定的奥氏体钢，该奥氏体钢具有在16至21×10^-6K^-1范围内的热膨胀系数。

7.按权利要求6所述的冷却通道活塞（1），其特征在于，该奥氏体钢是Fe-Cr-Ni奥氏体，其成份包含：

-按重量计0.2%至0.4%的C、

-按重量计8%至18%的Ni、

-按重量计15%至26%的Cr、

-按重量计0.5%至2%的Si、

-按重量计可达12%的Mn、

-按重量计可达2%的W、

-按重量计可达2%的Nb、

-按重量计可达2%的Al、

-按重量计0.05%至0.3%的N以及

-Fe占剩余份额，以达到钢合金的100%的重量。

8.一种用来制造按权利要求1至7中至少一项所述的冷却通道活塞（1）的方法，具有以下步骤：

-至少在活塞主体（2）的面向燃烧室的表面与覆盖件（3）之间提供固定连接，在所述表面中设置环绕的凹陷部（5）；以及

-桥式跨过所述环绕的凹陷部（5），并因此通过环绕的凹陷部（5）和桥式跨过该凹陷部的覆盖件（3）构成冷却通道（6）。

9.按权利要求8所述的方法，包含以下步骤：

-通过把覆盖件（3）局部地注入活塞主体（2）中，

-通过覆盖件（3）与活塞主体（2）的材料结合接合，和/或

-通过覆盖件（3）与活塞主体（2）的形锁合接合，

将覆盖件（3）与活塞主体（2）连接。

10.按权利要求8或9所述的方法，包含以下步骤：

-将覆盖件（3）插入用于活塞主体（2）的铸模的模腔中，其中所述模腔的形状具有用于所述环绕的凹陷部（5）的负型，并且所述负型与所述覆盖件（3）不接触；

-用活塞主体（2）的材料填充铸模，从而至少局部地注入覆盖件（3）；

-将具有注入的覆盖件（3）的活塞主体（2）冷却和脱模；以及

-使覆盖件（3）的至少一个未经铸造的部段改变形状，从而桥式跨过所述环绕的凹陷部（5）并且构成冷却通道（6）。

11.按权利要求10所述的方法，包含以下步骤：

-在桥式跨过所述环绕的凹陷部（5）之后，使覆盖件（3）的至少另一未经铸造的部段改变形状，并且在此情况下在外圆周侧（9）上提供形锁合，由覆盖件（3）构成盖壁（7）并构成冷却通道（6）的侧壁（8）的至少一个部段，并且由该覆盖件（3）构成活塞主体（2）的外圆周侧（9）的至少一部分。