[发明专利]一种带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法

摘要

本发明涉及一种带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，包括步骤①配制活塞用铝合金、②制作伪合金预制件、③制作内冷油腔陶瓷盐芯预制件、④熔炼处理、⑤预制件预热、⑥模具预热、⑦挤压铸造、⑧清理内冷油腔、⑨对活塞毛坯进行热处理及⑩对活塞毛坯件进行机械加工和表面处理，本发明活塞基体合金采用纳米变质细化技术，变质效果远远好于普通的磷盐变质剂，变质后的初晶硅尺寸小于35μm，与背景技术中提到的50～70μm相比大大减小，活塞的力学性能得到显著提高；活塞的内冷油腔采用陶瓷盐芯一次挤压铸造成型，该陶瓷盐芯具有极高的承压能力，从而可以配合挤压铸造工艺获得结构满足要求的活塞，直接用高压热水冲洗即可去除从而得到内有冷腔。

主权项

一种带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞制造方法，其特征在于包括以下步骤：①配制活塞用铝合金，按百分比计，该合金包括下述质量组分：Cr、V、Pb和Ca杂质元素总量不超过0.5％，其余为Al；②制作伪合金预制件，将伪合金粉末颗粒混杂均匀后，经过模具压制、烧结，形成伪合金镶圈预制件(1)；按百分比计，上述伪合金粉末颗粒包括以下质量组分：C、O、S和P杂质元素总量不超过1.0％，其余为Fe；③制作内冷油腔陶瓷盐芯预制件，该陶瓷盐芯预制件先采用冷等静压工艺进行致密化，然后经过高温焙烧去除内应力得到；④熔炼处理，将配制的活塞用铝合金放入熔化炉中进行熔化，对熔化后的合金液依次进行精炼、变质细化、精炼处理；将铝液温度控制为720℃～740℃，采用精炼剂进行精炼处理；将铝液温度控制为740℃～750℃，采用纳米变质细化工艺进行变质细化处理；将铝液温度控制为730℃～740℃，采用精炼剂进行精炼处理，静置15～30分钟；并将铝液温度控制为720℃～730℃，待浇注；⑤预制件预热，将已制备的伪合金镶圈预制件放入280℃～300℃的电热炉中进行预热，预热时间不小于1h；将已制备的陶瓷盐芯预制件放入480℃～500℃的电热炉中进行预热，预热时间不小于1h；⑥模具预热，挤压铸造前将模具的冲头、内模、芯头预热到200℃～250℃；⑦挤压铸造，将预热好的伪合金镶圈预制件和陶瓷盐芯预制件分别固定在模具的内模上，往模具型腔中浇入已处理好的铝合金液，铝合金液浇注温度为730℃～740℃，合上模具冲头，进行加压，加压压强130MPa～150MPa，铝合金液渗透到伪合金镶圈预制件的孔隙中，待铝合金液完全凝固后形成伪合金镶圈复合材料，卸压，顶出芯头，取出铸件；⑧清理内冷油腔，采用0.3MPa～0.5MPa、水温为40℃～50℃的高压水清除陶瓷盐芯预制件，形成活塞内冷油腔，即得到带冷却油腔的环槽增强伪合金镶圈复合材料活塞毛坯；⑨对活塞毛坯进行热处理，固溶处理温度为500±5℃，保温5.5～6.5h；在60℃～80℃水中进行淬火处理，活塞毛坯从铝合金淬火炉至水槽的转移时间小于30s，活塞毛坯固溶处理至时效处理的停置时间小于2h，时效处理温度为200±5℃，保温7.5～8.5h，出炉后空冷；⑩对活塞毛坯件进行机械加工和表面处理，得到带内冷油腔的伪合金增强复合材料活塞。