CN101775550A - 一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料；以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28～0.39、Si：0.55～0.75、Mn：0.45～0.65、P：0～0.025、S：0～0.025、Cr：1.00～1.50、Ni：0～0.25、Mo：0.40～0.60、Cu：0～0.35、V：0.20～0.35，其余为Fe。本发明的活塞头材料，较常规活塞头材料而言，硬度提高一个等级，而其他塑性指标仍然保持一个相当的水平，综合机械性能以及金相结构利于活塞的功能需求。采用水基淬火工艺，充分利用材料的综合机械性能，提高活塞头材料的抗磨性，提高活塞头服役寿命。采用本发明材料制造的活塞头无需强化处理，只需要基本的水基淬火工艺即可，充分利用材料的综合机械性能，提高活塞头材料的抗磨性，提高活塞头服役寿命，同时具有工艺简单、尺寸稳定的优点，利于推广运用。

Description

一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料
技术领域
本发明涉及一种活塞制造材料，特别涉及一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料。
背景技术
评判大活塞承载能力的一个重要指标是活塞比功率PA(w/mm2)。针对燃料、负荷范围、环境条件和使用寿命的特殊要求，柴油机将会采用完全不同的活塞。例如，我国DF4系列机车柴油机曾使用过全铝活塞、整体球铁活塞、组合活塞，其中组合活塞又有钢顶铁裙组合活塞和钢顶铝裙组合活塞。活塞裙为模压成形的Si-Al合金，应具有足够的刚度和高温强度、最小的重量和良好的耐磨性、导热性、体积稳定性；活塞头为锻造合金钢，应能承受较高的机械负荷和热负荷，充分利用材料的综合机械性能。目前国内外普遍采用的活塞头材料为42CrMo(欧洲标准为42CrMo4)，其成分为：
Figure G2009100280529D0000011
通用的调质处理力学性能和金相组织为：
由于柴油机负荷的不断提高，位于活塞头的活塞环槽表现为越来越不耐磨损，因此必须对活塞头进行强化处理，譬如氮化(盐浴或者辉光)、高频淬火、激光淬火等。由于后续强化处理必须对活塞头进行局部或者整体加热，活塞头的尺寸不可避免产生变形，对活塞尺寸一致性产生不利影响，尤其对于柴油机活塞配缸间隙的调整带来诸多不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不需要后续强化来提高活塞头材料的耐磨性能，减少工艺成本，提高活塞头尺寸的稳定性，热强度优越的大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料。
实现本发明目的的技术方案是：一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28～0.39、Si：0.55～0.75、Mn：0.45～0.65、P：0～0.025、S：0～0.025、Cr：1.00～1.50、Ni：0～0.25、Mo：0.40～0.60、Cu：0～0.35、V：0.20～0.35，其余为Fe。
上述大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28、Si：0.55、Mn：0.45、P：0.005、S：0.005、Cr：1.00、Ni：0.05、Mo：0.40、Cu：0.05、V：0.200，其余为Fe。
上述大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，以质量百分比表示，其成份为：含C：0.39、Si：0.75、Mn：0.65、P：0.025、S：0.025、Cr：1.50、Ni：0.25、Mo：0.60、Cu：0.35、V：0.35，其余为Fe。
上述大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，以质量百分比表示，其成份为：含C：0.33、Si：0.65、Mn：0.55、P：0～0.013、S：0～0.012、Cr：1.25、Ni：0.12、Mo：0.20、Cu：0.18、V：0.28，其余为Fe。
本发明具有以下特点：本发明的活塞头材料，较常规活塞头材料而言，硬度提高一个等级，而其他塑性指标仍然保持一个相当的水平，综合机械性能以及金相结构利于活塞的功能需求。采用水基淬火工艺，充分利用材料的综合机械性能，提高活塞头材料的抗磨性，提高活塞头服役寿命。采用本发明材料制造的活塞头无需强化处理，只需要基本的水基淬火工艺即可，充分利用材料的综合机械性能，提高活塞头材料的抗磨性，提高活塞头服役寿命，同时具有工艺简单、尺寸稳定的优点，利于推广运用。
具体实施方式
(实施例一)
一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料；以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28、Si：0.55、Mn：0.45、P：0.005、S：0.005、Cr：1.00、Ni：0.05、Mo：0.40、Cu：0.05、V：0.200，其余为Fe。
(实施例二)
一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料；以质量百分比表示，其成份为：含C：0.39、Si：0.75、Mn：0.65、P：0.025、S：0.025、Cr：1.50、Ni：0.25、Mo：0.60、Cu：0.35、V：0.35，其余为Fe。
(实施例三)
一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料；以质量百分比表示，其成份为：含C：0.33、Si：0.65、Mn：0.55、P：0～0.013、S：0～0.012、Cr：1.25、Ni：0.12、Mo：0.20、Cu：0.18、V：0.28，其余为Fe。
采用本发明材料制造的活塞头无需强化处理，只需要基本的水基淬火工艺即可，充分利用材料的综合机械性能，提高活塞头材料的抗磨性，提高活塞头服役寿命。性能如下：
    抗拉强度Rm(MPa)     屈服强度Rp0.2(MPa) 冲击吸收功Aku2(J)     断后伸长率A5(％)
    ≥965     ≥830 25     ≥12
    断面收缩率Z(％)     硬度HBW10/3000 微观组织 晶粒度等级
    50     310～350 ≥85％回火马氏体     ≥5
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料；其特征在于：以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28～0.39、Si：0.55～0.75、Mn：0.45～0.65、P：0～0.025、S：0～0.025、Cr：1.00～1.50、Ni：0～0.25、Mo：0.40～0.60、Cu：0～0.35、V：0.20～0.35，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，其特征在于：以质量百分比表示，其成份为：含C：0.28、Si：0.55、Mn：0.45、P：0.005、S：0.005、Cr：1.00、Ni：0.05、Mo：0.40、Cu：0.05、V：0.200，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，其特征在于：以质量百分比表示，其成份为：含C：0.39、Si.：0.75、Mn：0.65、P：0.025、S：0.025、Cr：1.50、Ni：0.25、Mo：0.60、Cu：0.35、V：0.35，其余为Fe。
4.根据权利要求1所述的大缸径柴油机组合活塞的活塞头材料，其特征在于：以质量百分比表示，其成份为：：含C：0.33、Si：0.65、Mn：0.55、P：0～0.013、S：0～0.012、Cr：1.25、Ni：0.12、Mo：0.20、Cu：0.18、V：0.28，其余为Fe。
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