[发明专利]一种隔热型钢活塞及成型方法

说明书

本发明的隔热型钢活塞及成型方法，钢活塞包括钢活塞本体，钢活塞本体的头部设有环形油腔、环部和位于环部的第一环槽和环形油腔上方的隔热环槽，隔热环槽于槽口处设置有封闭件。方法包括S1：成型出钢活塞本体毛坯；S2：在环部的第一环槽和环形油腔上方加工出隔热环槽；S3：在隔热环槽内填充耐高温隔热填料并进行固化；S4：在隔热环槽的槽口处采用熔化极气体保护焊焊接形成一层保护焊层；S5：采用线切割对保护焊层进行加工出利于形成焊接熔池的金属层；S6：在焊接熔池处进行熔覆焊密封，形成封闭件；S7：采用机械加工对钢活塞进行精加工和表面处理。本发明具有结构简单可靠、导热系数低、承载能力强的优点。

技术领域

本发明主要涉及内燃机钢活塞的隔热技术，尤其涉及一种隔热型钢活塞及成型方法。

背景技术

活塞连杆组是内燃机的重要零件，是动力转化和输出机构，承担着将热能转化为机械功的主要功能，内燃机工作时，活塞的工作环境相当恶劣，承受高温、高压以及高速运动产生的冲击力，在保证机械强度的同时，其部件的冷却和润滑至关重要。

在排放升级的大背景下，内燃机强化程度不断提高，结构更加紧凑，更高爆压、更高功率密度成为内燃机性能持续提升的方向，活塞因高速、高爆压而产生的高温以及冷却润滑不良等问题更加突出。

内燃机在不断强化，其爆发压力和活塞运行速度进一步提高，活塞失效风险增大。钢活塞因强度较铝合金要高得到了更广泛的应用，但钢活塞导热系数高、散热慢，活塞头部温度较传统铝合金活塞高，特别是活塞第一环槽高温产生的润滑油高温结焦对内燃机有效运行增加了风险；同时，钢的比重大，降低钢活塞重量对提升内燃机效率也十分重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单可靠、并能降低第一环槽温度的隔热型钢活塞及成型方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种隔热型钢活塞，包括钢活塞本体，所述钢活塞本体的头部设有环形油腔，钢活塞本体的头部还设有位于环形油腔外围的环部，所述钢活塞本体的头部开设有位于环部的第一环槽和环形油腔上方的隔热环槽，所述隔热环槽于槽口处设置有用于封堵的封闭件。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述隔热环槽内填充有耐高温隔热填料。

所述隔热环槽的内圆直径大于燃烧室的最大直径，隔热环槽13的宽度≥0.1mm。

所述钢活塞本体设置为一体成型的整体式结构，所述隔热环槽的槽口朝向环部外侧。

所述环部与钢活塞本体分体设置，环形油腔一部分位于环部内侧，另一部分位于钢活塞本体外侧，所述隔热环槽的槽口朝向远离环部的内侧，所述环部与钢活塞本体焊接连接。

一种基于上述的隔热型钢活塞的成型方法，包括以下步骤：

S1：一体成型出整体式结构的钢活塞本体毛坯；

S2：在环部的第一环槽和环形油腔上方从钢活塞本体外沿向内加工出隔热环槽；

S3：在隔热环槽内填充耐高温隔热填料并进行固化；

S4：在隔热环槽的槽口处采用熔化极气体保护焊焊接形成一层保护焊层；

S5：采用线切割对保护焊层进行加工出利于形成焊接熔池的金属层；

S6：在焊接熔池处进行熔覆焊密封，形成封闭件；

S7：采用机械加工对钢活塞进行精加工和表面处理。

一种基于上述的隔热型钢活塞的成型方法，包括以下步骤：

S1：分别成型出钢活塞本体和环部的分体毛坯；