[发明专利]一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法，适合于大马力高负荷车用和船用发动机钢活塞。 

背景技术

为了适应实现欧Ⅴ、欧Ⅵ排放发动机爆发压力提升至20MPa以上的需求，而传统铝活塞已经达到使用极限，必须使用钢活塞。 

如图1所示是现有的摩擦焊锻钢活塞，分为钢质活塞头部１与钢质活塞裙部２，通过摩擦焊接方式将钢质活塞头１与钢质活塞裙２组合起来，从而形成活塞的内冷油道４，是目前全钢活塞的通用方法，但是该工艺方法使得摩擦焊缝的翻边４占用了冷却油道的大量空间。冷却油道内的摩擦焊翻边，将导致如下严重的问题：（1）降低工作时冷却油在内腔的流动性，从而降低冷却效果，增大发动机工作时活塞烧顶破裂风险；（2）发动机工作时，内翻边在高压油的冲击下脱落，形成硬质颗粒，将磨损发动机汽缸等关键部位，使发动机功率下降，排放恶化。 

发明内容

为了避免摩擦焊缝的翻边挤占了冷却油道的大量空间，本发明提出一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法. 

本发明的技术方案是：一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法，具体步骤如下：（1）、首先将钢活塞分为活塞头部和活塞裙部，活塞头部和活塞裙部分别进行机械加工至半成品，其中活塞头部及活塞裙部上的内冷油道形状和进出油口加工至成品尺寸，高度方向留1.5至4mm的余量,在活塞头部与活塞裙部焊接面处位于内冷油道一侧预留有间隙；（2）、然后，将活塞头部和活塞裙部摩擦焊接为一体，摩擦焊缝的翻边正好将空隙填充，然后再对活塞进行其余加工。

本发明的有益效果是：本发明的生产效率高、方法简单,成形后的内冷油道尺寸精度高、内冷油道处活塞基体的强度高。摩擦焊接后可避免在冷却油道内侧产生翻边，不会影响冷却油对活塞顶部的冷却效果；该结构内部无翻边可减轻活塞重量，减轻连杆机构的负荷；由于该结构使冷却油道内翻边被崁住，避免了内翻边被冷却油冲刷而脱落而形成硬质颗粒、导致发动机划缸等风险。 

附图说明

图１是现有摩擦焊锻钢活塞的结构图。 

图２是本发明焊接前加工示意图。 

图３是本发明的结构示意图（（摩擦焊接后）。 

图４是预留间隙详解图。 

具体实施方式

实施例：一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法，具体步骤如下：（1）、如图２所示，首先将钢活塞分为活塞头部１和活塞裙部２，活塞头部和活塞裙部分别进行机械加工至半成品，其中活塞头部及活塞裙部上的内冷油道形状和进出油口加工至成品尺寸，高度方向留1.5至4mm的余量,在活塞头部与活塞裙部焊接面处位于内冷油道一侧预留有间隙５；（2）、然后，如图3所示，将活塞头部１和活塞裙部２摩擦焊接为一体，摩擦焊缝的翻边６正好将空隙填充，然后再对活塞进行其余加工。 

  如图４所示，预留间隙的高H和宽度W，根据焊接面宽度D以及摩擦焊接时的顶锻行程L可以确定： 

W=L （L 为2～5mm），H=D*2L/10（D 为3～20mm之间适用）。