[发明专利]一种用于活塞的非等厚度热障涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于活塞的非等厚度热障涂层，包括：活塞(1)，所述活塞(1)的顶面上设有燃烧室(2)，其特征在于：

所述活塞(1)的顶面和燃烧室(2)内壁面上均涂覆有非等厚的热障涂层(3),所述燃烧室(2)的中部为球冠凸台(21)，所述球冠凸台(21)的外部圆周为涡流槽区(22)，所述球冠凸台(21)的热障涂层(3)厚度大于涡流槽区(22)的热障涂层(3)厚度，所述活塞(1)顶面外部圆周的热障涂层(3)厚度大于涡流槽区(22)的热障涂层(3)厚度。

2.根据权利要求1所述的一种用于活塞的非等厚度热障涂层，其特征在于：

所述非等厚的热障涂层(3)的底部为粘结层(31)，顶部为面层(32)；从所述涡流槽区(22)底部到活塞(1)顶面的面层(32)的厚度逐渐增加，从所述涡流槽区(22)到球冠凸台(21)的面层(32)的厚度逐渐增加，所述粘结层(31)为等厚涂层。

3.根据权利要求2所述的一种用于活塞的非等厚度热障涂层，其特征在于：

所述活塞(1)的外圆周壁上开设有多个环槽(11)，所述活塞(1)的底部设置有活塞销座(12)，所述活塞(1)采用BH136铝合金材料制造。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于活塞的非等厚度热障涂层，其特征在于：

所述活塞(1)为单卷流燃烧室，所述粘结层(31)厚度为100μm±5μm，所述活塞(1)顶面的热障涂层厚度为300～500μm±5μm，所述球冠凸台(21)顶面的热障涂层(3)厚度为200～400μm±5μm，所述涡流槽区(22)底部的热障涂层(3)厚度为100～300μm±5μm。

5.根据权利要求2或3所述的一种用于活塞的非等厚度热障涂层，其特征在于：

所述活塞(1)为双卷流或多卷流燃烧室，所述粘结层(31)厚度为100μm±5μm，所述活塞(1)顶面的热障涂层厚度为300～500μm±5μm，所述球冠凸台(21)顶面的热障涂层(3)厚度为200～400μm±5μm，所述涡流槽区(22)底部的热障涂层(3)厚度为100～300μm±5μm。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的用于活塞的非等厚度热障涂层的制备方法，其特征在于：

所述制备方法包括如下步骤：

S1清洁基体：在超声波清洗机中用丙酮溶液清洗铝合金活塞表面，以去除油渍；然后对铝合金活塞的上表面进行喷砂处理，以增加粗糙度；最后，用乙醇清洁活塞表面并干燥，以确保表面清洁；

S2喷涂轨迹时序队列计算：根据活塞的顶部形状和设计涂层厚度，设计顶部喷管运动的时序轨迹，在喷涂前将清洁干净的铝合金活塞固定于喷涂的转盘上，转盘的旋转中心与铝合金活塞中轴线重合，喷涂装置上端为沿转盘直径方向运动的喷头；

S3喷涂粘结层：在铝合金活塞的上表面涂上热障涂层粘结材料形成粘结层(31)，开启转盘在喷涂时喷涂装置根据粘结层喷涂轨迹时序队列由圆周到圆心自动进行喷涂；

S4喷涂面层：在粘结层(31)上喷涂纳米团聚粉末形成面层(32)，开启转盘在喷涂时喷涂装置根据面层喷涂轨迹时序队列由圆周到圆心自动进行喷涂。