[发明专利]一种活塞、活塞制造装置及活塞制作方法

说明书

本发明属于机加工技术领域，公开了一种活塞、活塞制造装置及活塞制作方法。该活塞包括：活塞基体；多孔功能层，其设置于活塞基体的顶面上；微孔填充层，其设置于多孔功能层的顶面上，微孔填充层内的孔洞直径小于多孔功能层内孔洞的直径；封闭层，其设置于微孔填充层的顶面上，用于封堵微孔填充层内的孔洞。该活塞的微孔填充层在起到了多孔功能层和封闭层之间过渡作用的同时，微孔填充层起到了对多孔功能层在一定程度上的填充作用。封闭层起到了封堵的作用，避免腐蚀介质进入多孔功能层和微孔填充层的孔洞内以对其进行腐蚀，提高活塞的耐腐蚀性。另外，在多孔功能层和微孔填充层的孔洞内可以填充空气，有效地降低了涂层的体积比热容。

技术领域

本发明涉及机加工技术领域，尤其涉及一种活塞、活塞制造装置及活塞制作方法。

背景技术

由于铝合金材料具有密度低、导热性好、强度高等优良特性，使得铝合金材料被广泛应用于内燃机活塞制造的相关领域中。与传统钢活塞、铸铁活塞相比，铝合金活塞在内燃机应用中具有高功率、低震颤、小磨损和强耐蚀等一系列的优势。然而，随着内燃机技术的发展和更新，铝合金活塞热强度低和高温力学性能差等缺陷逐渐暴露出来，在高强热冲击循环作用下，铝合金活塞经常发生烧蚀、腐蚀等失效问题。

在目前的活塞防护技术中，大多数采用隔热技术处理，使基体受到保护的同时还能增加燃烧室内的温度，因为采取隔热处理后的活塞在工作时，通过燃烧室表面传向冷却水的热量减少，相应地由冷却水带走的传热损失减小，减少了能量损失，提高了内燃机的效率。但随着隔热技术的发展，隔热材料的隔热性能逐渐提升，优异的隔热性使基体得以防护，但是由于隔热材料的体积比热容较大，活塞自身不容易被加热，燃烧室的冷空气进气温度较高，燃烧温度也会相应的提高。当燃烧温度提高到一定程度后，导致燃烧腔体内气体分子间距变大，造成吸气冲程的吸气量减少，从而使油气比和燃烧效率降低。

此外，在现有等离子体氧化物涂层制备中，传统电解液调节可以通过加入溶质的方法增加浓度，但是如果想减少浓度，或随着等离子体氧化物涂层在不同生长阶段设置不同配比的溶液，则需要反应中断并重新配制电解液，增加制备时间和制备成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活塞，隔热性能好，防腐性好，实现控制燃烧温度的防护性能。

本发明另一个目的在于提供一种活塞制造装置及活塞制作方法，无需反复安装和拆卸，节省生产成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种活塞，包括：

活塞基体；

多孔功能层，其设置于所述活塞基体的顶面上；

微孔填充层，其设置所述多孔功能层的顶面上，所述微孔填充层内的孔洞直径小于所述多孔功能层内孔洞的直径；

封闭层，其设置于所述微孔填充层的顶面上，用于封堵所述微孔填充层内的孔洞；沿远离所述多孔功能层的方向，所述微孔填充层内的孔洞的孔隙率和/或直径向远离所述多孔功能层的方向呈递减分布。

为达上述目的，本发明还提供了一种活塞制造装置，用于制作上述的活塞，所述活塞制造装置包括：

夹具，其用于夹紧所述活塞基体，所述活塞基体的顶部密封伸入所述夹具内，形成密封腔；

电源，所述电源的阳极电连接于所述活塞基体，所述电源的阴极电连接于所述夹具；

第一反应机构，其选择性连通于所述密封腔，以在所述活塞基体的顶面形成所述多孔功能层；

第二反应机构，其选择性连通于所述密封腔，以在所述多孔功能层的顶面形成所述微孔填充层；

第三反应机构，其选择性连通于所述密封腔，以在所述微孔填充层的顶面形成所述封闭层。

作为优选，还包括：