[发明专利]发动机活塞局部表面强化的工艺方法

权利要求书

1.一种发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

第一步，在所述发动机活塞裙部表面预开凹形槽；

第二步，在所述发动机活塞裙部以及凹形槽处喷涂高硬耐磨层；

第三步，将发动机活塞装夹在搅拌摩擦焊机的旋转轴上，采用搅拌头对高硬耐磨层的表面进行搅拌摩擦加工，形成含有增强颗粒的复合层；

第四步，将经搅拌摩擦加工的发动机活塞进行时效处理。

2.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述凹形槽的宽度为2～30mm，深度为0.2～1.0mm。

3.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述第二步的喷涂高硬耐磨层是指：采用热喷涂方法将喷涂材料在所述发动机活塞表面形成涂层，该涂层厚度小于0.3mm。

4.如权利要求3所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的热喷涂方法为等离子喷涂法、火焰喷涂法或热化学反应喷涂法。

5.如权利要求3所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的喷涂材料由Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、ZnO、SiC和Al中的一种或多种颗粒混合而成，喷涂材料的颗粒粒径为200nm～100μm。

6.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的搅拌头为轴肩带螺纹的无针搅拌头或搅拌针高度为所述凹形槽深度1～2倍的带针搅拌头。

7.如权利要求6所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的带针搅拌头为能够边搅拌摩擦边抬起的可回抽搅拌头。

8.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的搅拌摩擦加工的工艺参数为：搅拌头的转速为300～1000r/min，旋转的发动机活塞表面的切线速度为30～80mm/min，搅拌头轴肩下压量为0.1～0.5mm。

9.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的复合层的厚度为0.2～2mm，复合层中增强颗粒的体积分数为5%～20%。

10.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述的第三步为，对于不具备可回抽功能的带针搅拌头，将发动机活塞装夹在搅拌摩擦焊机的旋转轴上，先采用带针搅拌头对高硬耐磨层的表面进行搅拌摩擦加工一周，然后将与发动机活塞材质和状态相同、与带针搅拌头的搅拌针锥度相同的匙孔销填入由带针搅拌头搅拌摩擦加工形成的匙孔内，再使用无针搅拌头在该匙孔处重新起焊，最后完成活塞的搅拌摩擦加工，形成含有增强颗粒的复合层。

11.如权利要求1所述的发动机活塞局部表面强化的工艺方法，其特征在于：所述发动机活塞的材质为铝合金或镁合金。