[发明专利]一种轻型耐磨汽车发动机活塞及其制备方法

权利要求书

1.一种轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，包括头部和连接在头部下端的裙部，所述头部上由下向上依次设有油环槽和气环槽，油环槽底面上开有径向小孔，所述裙部的两侧设有两个相对的销孔，所述发动机活塞由铝合金陶瓷多孔材料制成，所述铝合金陶瓷多孔材料包括质量比为100：(55.1-165.2)：(0.4-0.9)：(9-12)的铝合金粉、陶瓷粉、致孔剂和粘结剂。

2.根据权利要求1所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述铝合金陶瓷多孔材料的孔隙率为55.4-78.6％，孔径为13.1-25.0μm。

3.根据权利要求1所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述铝合金陶瓷多孔材料中铝合金粉的粒径为3-15μm，陶瓷粉的粒径为30-100nm。

4.根据权利要求1或3所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述铝合金粉由以下质量百分比含量的组分组成：19.3-22.7％Si，0.9-1.2％Cu，1.1-2.1％Mg，0.6-1.5％Ni，0.20-0.35％Mn，0.20-0.33％Ti，0.05-0.09％C，0.3-0.5％Bi，0.05-0.25％Fe，0.7-1.1％Re，余量为Al及不可避免的杂质。

5.根据权利要求1所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述陶瓷粉包括质量百分比为50-60％的β-SiC和质量百分比为40-50％的HBN。

6.根据权利要求1所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述致孔剂为致孔剂Ⅰ、致孔剂Ⅱ和致孔剂Ⅲ的混合物，其中，在致孔剂Ⅰ、致孔剂Ⅱ和致孔剂Ⅲ的混合物中，所述致孔剂Ⅰ的含量占混合物总质量的10-15％，致孔剂Ⅱ的含量占混合物总质量的35-55％，余量为致孔剂Ⅲ。

7.根据权利要求1或6所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述致孔剂的外层包覆有一层网络状的Al₂O₃涂层。

8.根据权利要求1所述的轻型耐磨汽车发动机活塞，其特征在于，所述发动机活塞的头部的顶部还涂覆有一层陶瓷隔热层，所述的陶瓷隔热层为厚度为0.8-10μm的空心ZrO₂层。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的轻型耐磨汽车发动机活塞的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤如下：

S1、将铝合金粉、陶瓷粉、致孔剂、粘结剂按比例混合，在300-450Mpa压力下压制成发动机活塞生坯；

S2、在空心ZrO₂粉中加入粘结剂混匀，将混匀后的空心ZrO₂粉涂覆在发动机活塞生坯头部的顶部；

S3、将步骤S2中的生坯先在300-450Mpa压力、450-500℃下预烧25-35min；然后在450-500Mpa压力下以5℃/min的速度升温至630℃、650℃、670℃、690℃，分别保温0.5h、0.5h、0.6h、0.8h，随后冷却至室温得头部顶部有一层空心ZrO₂陶瓷隔热层的发动机活塞；

S4、对步骤S3中的空心ZrO₂陶瓷隔热层进行激光扫描，即得轻型耐磨汽车发动机活塞成品。