[发明专利]铝制缸体及其制造方法

说明书

一种用于内燃机的铸造缸体包括第一缸孔和第二缸孔以及共用孔壁。第一缸孔包括第一孔壁，并且第二缸孔包括第二孔壁。共用缸孔壁包括第一部分和第二部分。第一孔壁的一部分与第二孔壁的一部分结合以形成共用缸孔壁。共用缸孔壁的第一部分是铸件部分。共用缸孔壁的第二部分是金属基复合材料。

技术领域

本发明涉及金属铸造，更具体地涉及铝制缸体铸件及制造方法。

背景技术

本部分中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可以构成或不构成现有技术。

典型的铸铝缸体包括以多种配置布置的多个汽缸。在所有或大多数配置中，一些汽缸并排对齐，使得一个汽缸可以共享相邻或邻近汽缸的铸造结构。所得到的设计享有更紧凑和更轻的发动机组件，同时在发动机舱中为其他车辆部件提供更多的空间。

虽然当前的发动机缸体设计实现了初始目的，但是该设计最初不可靠，并且在若干车辆里程或发动机时数之后很快趋于退化。高里程磨损是在汽缸之间的区域中具有铝凹坑的结果，这导致燃烧气体从一个汽缸泄漏到相邻汽缸。这导致故障的缸盖垫片和非常昂贵的修复。因此，本领域需要一种发动机缸体，其具有改进的初始可靠性和长期稳健性，同时保持设计和重量的改进。

发明内容

本发明提供了一种用于内燃机的发动机缸体。该缸体包括第一缸孔和第二缸孔以及共用缸孔壁。第一缸孔包括第一孔壁。第二缸孔包括第二孔壁。每个第一孔壁和第二孔壁包括内周边孔表面。共用缸孔壁包括第一部分和第二部分。第一孔壁的一部分与第二孔壁的一部分结合以形成共用缸孔壁。共用缸孔壁的第一部分是铸件部分。共用缸孔壁的第二部分是金属基复合材料。

在本发明的一个示例中，缸体由铝合金铸造。

在本发明的另一个示例中，共用缸孔壁的第二部分设置在第一部分中。

在本发明的又一个示例中，共用缸孔壁的第二部分的顶表面与共用缸孔壁的第一部分的顶表面结合，以形成头部平台的一部分。

在本发明的又一个示例中，制造缸体的方法包括多个工艺步骤。第一步骤提供压实粉末的预制件。第二步骤将预制件设置在砂芯工具腔的指定位置。第三步骤将砂和树脂混合物吹入砂芯工具腔中，固化砂和树脂混合物，并从工具腔中移除包括预制件的固化的砂芯。第四步骤将包括预制件的砂芯与其它砂芯组装，并将组件放入模具中。第五步骤铸造缸体。第六步骤执行摩擦搅拌工艺以将预制件改变为金属基复合材料。

在本发明的又一个示例中，该方法还包括：在第五步骤和第六步骤之间或在第六步骤之后的热处理缸体的第七步骤，从缸体清洁砂和多余金属的第八步骤，以及机加工缸体并将缸体组装到发动机中的第九步骤。

在本发明的又一个实施例中，预制件的压实粉末是金属间化合物粉末、氧化物、碳化物和氮化物中的至少一种。

在本发明的又一个示例中，摩擦搅拌工艺包括利用具有平坦肩状部和螺纹圆柱销的摩擦搅拌工艺工具。

在本发明的又一个实例中，摩擦搅拌工艺包括：将旋转摩擦搅拌工艺工具插入到共用缸孔壁中，产生热量，以及将铝合金与压实粉末混合以形成金属基复合材料。

从下面结合附图对用于实施本发明的最佳方式的详细描述中，本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的缸体的透视图；

图2是根据本发明的缸体的一部分的横截面(A-A)；

图3是根据本发明的用于制造缸体的砂芯的平面图；

图4是根据本发明的铸件内包物的透视图；

图5是根据本发明的旋转焊接工具的透视图；