[发明专利]一种带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法

权利要求书

1.一种带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于包括以下步骤：

①配制活塞用铝合金，按百分比计，该合金包括下述质量组分：

Cr、V、Pb和Ca杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al；

②制作伪合金预制件，将伪合金粉末颗粒混杂均匀后，经过模具压制、烧结，形成伪合金镶圈预制件(1)；按百分比计，上述伪合金粉末颗粒包括以下质量组分：

C、O、S和P杂质元素总量不超过1.0％，其余为Fe；

③制作内冷油腔陶瓷盐芯预制件，该陶瓷盐芯预制件先采用冷等静压工艺进行致密化，然后经过高温焙烧去除内应力得到；

④熔炼处理，将配制的活塞用铝合金放入熔化炉中进行熔化，对熔化后的合金液依次进行精炼、变质细化、精炼处理；

将铝液温度控制为720℃～740℃，采用精炼剂进行精炼处理；

将铝液温度控制为740℃～750℃，采用纳米变质细化工艺进行变质细化处理；

将铝液温度控制为730℃～740℃，采用精炼剂进行精炼处理，静置15～30分钟；并将铝液温度控制为720℃～730℃，待浇注；

⑤预制件预热，将已制备的伪合金镶圈预制件放入280℃～300℃的电热炉中进行预热，预热时间不小于1h；将已制备的陶瓷盐芯预制件放入480℃～500℃的电热炉中进行预热，预热时间不小于1h；

⑥模具预热，挤压铸造前将模具的冲头、内模、芯头预热到200℃～250℃；

⑦挤压铸造，将预热好的伪合金镶圈预制件和陶瓷盐芯预制件分别固定在模具的内模上，往模具型腔中浇入已处理好的铝合金液，铝合金液浇注温度为730℃～740℃，合上模具冲头，进行加压，加压压强130MPa～150MPa，铝合金液渗透到伪合金镶圈预制件的孔隙中，待铝合金液完全凝固后形成伪合金镶圈复合材料，卸压，顶出芯头，取出铸件；

⑧清理内冷油腔，采用0.3MPa～0.5MPa、水温为40℃～50℃的高压水清除陶瓷盐芯预制件，形成活塞内冷油腔，即得到带冷却油腔的环槽增强伪合金镶圈复合材料活塞毛坯；

⑨对活塞毛坯进行热处理，固溶处理温度为500±5℃，保温5.5～6.5h；在60℃～80℃水中进行淬火处理，活塞毛坯从铝合金淬火炉至水槽的转移时间小于30s，活塞毛坯固溶处理至时效处理的停置时间小于2h，时效处理温度为200±5℃，保温7.5～8.5h，出炉后空冷；

⑩对活塞毛坯件进行机械加工和表面处理，得到带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞。

2.根据权利要求1所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：所述陶瓷盐芯预制件采用冷等静压工艺进行致密化的冷等静压压力为190～200MPa，保压时间为3min～5min。

3.根据权利要求1所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：所述陶瓷盐芯预制件经过高温焙烧去除内应力时，加热到710℃～720℃，升温速度为90～100℃/h，保温1.8～2h后随炉冷却，炉温低于150℃出炉。

4.根据权利要求1所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：步骤④中变质细化处理采用纳米细化剂，该纳米细化剂为SiC与AlN的混合物，所述SiC的加入量为铝合金质量的0.03～0.05％，所述AlN的加入量为铝合金质量的0.03～0.05％。

5.根据权利要求4所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：步骤④中变质细化处理时将SiC及AlN用铝箔包好后压入铝合金熔体中，采用超声波搅拌或电磁搅拌进行变质细化处理。

6.根据权利要求1所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：所述伪合金粉末颗粒的尺寸为200μm～630μm，所述伪合金镶圈预制件的孔隙率为40％～50％。

7.根据权利要求1所述的带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于：步骤④中所述的精炼剂为型号为JA04C的铝合金精炼剂，该精炼剂的添加质量为铝合金质量的0.3％～0.5％。