[发明专利]钢质活塞及其制备方法

权利要求书

1.一种钢质活塞，其特征在于，其组分和重量百分比为：C：0.3～0.45wt％、Si：0.5～1.0wt％、P：0～0.025wt％、S：0.02～0.1wt％、Mn：1.2～2.0wt％、Cu：0.1～1.0wt％、N：0.01～0.05wt％、V：0.08～0.2wt％、Ti：0.01～0.03wt％、Al：0.01～0.03wt％，其他余量为Fe；

硬度250～310HBW；基体组织由细片状珠光体+铁素体+不大于10％的贝氏体、马氏体和残余奥氏体组成；网状铁素体晶粒度大于4级。

2.根据权利要求1所述的钢质活塞，其特征在于，所述C的百分比为0.34～0.41wt％，所述Si的百分比为0.5～0.7wt％，所述S的百分比为0.02～0.5wt％，所述Mn的百分比为1.2～1.7wt％，所述Cu的百分比为0.4～0.6wt％，所述N的百分比为0.01～0.02wt％，所述V的百分比为0.1～0.2wt％，所述Ti的百分比为0.01～0.018wt％。

3.一种钢质活塞的制备方法，其特征在于，包括步骤：

1)将碳源、硅源、磷源、硫源、锰源、铜源、氮源、钒源、钛源和铁源，按照C：0.3～0.45wt％、Si：0.5～1.0wt％、P：0～0.025wt％、S：0.02～0.1wt％、Mn：1.2～2.0wt％、Cu：0.1～1.0wt％、N：0.01～0.05wt％、V：0.08～0.2wt％、Ti：0.01～0.03wt％、Al：0.01～0.03wt％，其他余量为Fe的组分和重量百分比进行配料后，经熔炼、脱氧和热轧，得到合金棒材；

2)将所述合金棒材分割为预定规格的坯料，将所述坯料加热至第一加热温度，并保温第一保温时间，获得热处理后的坯料；

3)将热处理后的所述坯料进行锻造，并分别成型获得活塞头部和活塞裙部，获得活塞坯料；

4)将所述活塞坯料中活塞头部和活塞裙部进行粗加工，将粗加工后的活塞头部和活塞裙部焊接为一体形成半成品的活塞；

5)将半成品的所述活塞退火处理，并通过精加工获得精加工的活塞；

6)将精加工后的所述活塞进行整体磷化处理，获得磷化处理后的活塞；

7)将磷化处理后的所述活塞进行纳米涂层印刷及固化处理，获得成品活塞。

4.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，半成品的所述活塞的活塞环槽面位于所述活塞的焊接热影响区之外。

5.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述熔炼、脱氧和热轧的过程包括熔化、氧化、脱氧脱硫、炉外精炼、浇铸及轧制工艺。

6.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述第一加热温度为1200～1240℃。

7.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述步骤3)还包括，将锻造后的所述活塞坯料通过喷雾冷却的方式快速冷却至600～650℃，然后空冷至室温的控制冷却工艺，得到具有活塞头部、裙部的活塞坯料。

8.根据权利要求7所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述控制冷却的快速冷却温度为610～620℃，所述室温为10～40℃。

9.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，半成品的所述活塞的焊接方式为摩擦焊接或激光焊接。

10.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述退火处理的退火温度为450～550℃，退火时间为90～120min。

11.根据权利要求3所述的钢质活塞的制备方法，其特征在于，所述磷化处理的磷化温度为90～100℃，磷化处理时间为7～10min。