[发明专利]晶须增强铝合金活塞及制备方法

权利要求书

1.一种晶须增强铝合金活塞的制备方法，所述活塞为采用硼酸铝晶须增强的铝合金活塞，其中晶须增强部位为活塞的第一环槽、顶面和喉口部位；其特征在于包括以下步骤：

1）硼酸铝晶须预制件的制备及定位

通过高温烧结制备硼酸铝晶须预制件，将硼酸铝晶须预制件加工成与活塞的晶须增强部位结构相似的环形结构，外圆直径和高度比活塞的晶须增强部位尺寸大3~5mm，并在底部外缘环向加工有多个支撑角，硼酸铝晶须预制件通过多个支撑角在模具台阶上定位，硼酸铝晶须预制件的外圆与模具内壁之间留有3~5mm的间隙；

2）盐芯的定位

盐芯通过销钉与盐芯支撑杆连接定位，销钉与盐芯支撑杆配合的直径为4~6mm；

3）挤压铸造

a、首先将活塞铝合金材料熔化，经变质、精炼、细化工艺后待浇注，浇注温度设定为740~780℃；

b、放入盐芯，盐芯的预热温度为400~600℃，随炉升温，装炉温度不大于100℃，升温速度不超过200℃/h，预热时间大于1小时；

c、在模具内放入硼酸铝晶须预制件，硼酸铝晶须预制件置于盐芯的上方，硼酸铝晶须预制件的预热温度为800~1000℃，随炉升温，装炉温度不大于200℃，升温速度不超过150℃/h，预热时间大于1小时；

d、浇入步骤a）处理好的铝液，并压住硼酸铝晶须预制件，以防漂浮，浇注结束后慢慢松开硼酸铝晶须预制件，合模、加压，挤压铸造压力为80~150MPa，保压时间为3~5min；

e、最后退模、取件，获得晶须增强铝合金活塞；

4）热处理。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的硼酸铝晶须预制件的硼酸铝的体积分数为10%~20%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的硼酸铝晶须预制件的支撑角的上端面与硼酸铝晶须预制件的外周面垂直，下端面与硼酸铝晶须预制件的底面齐平，并在下端面靠近硼酸铝晶须预制件的外周面的位置开设有带尖角的1~2mm的凹槽。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）的盐芯采用耐高压陶瓷增强盐芯。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤4）热处理采取固溶和时效的热处理工艺，固溶温度为460~520℃，保温时间为2~4小时，到温装炉，85℃以上热水淬火，并强力搅拌，水流速度大于100mm/s；时效温度为190~215℃，保温8~12小时，固溶和时效处理的间隔时间不超过2小时。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述热水淬火的水流速度保持在200mm/s以上。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述支撑角采用四个支撑角，并且在环向是均匀间隔分布。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硼酸铝晶须的纯度为99.5%以上，硼酸铝晶须的直径控制在200纳米~1微米，长度控制在1~50微米，晶须增强部位的硼酸铝的体积分数为10%~20%。