CN102787937B - 带有双金属圆顶的活塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带有双金属圆顶的活塞。一种带有铸造双金属圆顶特征的活塞和一种制造活塞的方法。在一种形式中，活塞用于在柴油发动机中使用，而在另一种形式中，活塞则用于在汽油发动机中使用。圆顶特征可以包括相对耐高温的材料(例如不锈钢)和相对耐低温的材料(例如铝或铝合金)构成的层压制件以使由相对耐高温材料制成的圆顶部分直接暴露给在其中设置活塞的气缸内进行的燃烧。在另一种形式中，涂有铝的不锈钢层被用于构成圆顶。在一种形式中，消融铸造工艺可以被用于加工圆顶。

Description

带有双金属圆顶的活塞

相关申请的交叉引用

本申请是2011年5月19日提交的申请号为13/110,947的共同未决申请的部分继续申请，该共同未决申请要求2010年10月6日提交的申请号为61/390,373、发明名称为“带有双金属圆顶的柴油机活塞(Diesel Piston With Bi-Metallic Dome)”的临时申请的权益，这两件申请均由本发明的受让人所有并且因此通过引用并入。

技术领域

本发明主要涉及用于铸造发动机部件的设备和方法，并且更具体地涉及先进的双金属活塞及其制造方法。

背景技术

在内燃发动机(ICE)中使用的活塞主体通常由圆柱形头部(也称作圆顶)、由此向下延伸的可以在其中成形有一个或多个环槽的裙边以及槽之间的槽脊构成，槽脊具有与裙边其余部分面向外的表面相同的径向外部尺寸。这样的部件通常由轻质材料并且用相对低成本的成形技术制成；在一种优选形式中，活塞由铸造铝基合金制成。虽然它们要在发动机运行期间承受燃烧高温和高压，但是日益严格的排放物要求和效率要求规定未来的活塞需要被设计用于承受甚至更高要求的运行状况。这就相应地必须要使用能够承受更高温度的材料和耐损的设计。这对用于柴油发动机中的活塞来说尤其如此，柴油发动机除了是用于大型商用车辆的主流发动机形式以外，还日益广泛地被用于为载客车辆提供动力。类似地，试图同时最大化动力输出并最小化燃料消耗的高转速汽油发动机(例如四气缸发动机，特别是装有涡轮增压器的那些)对于更加高温的燃烧环境和更加快速的往复式部件的依赖性越来越强，这都给发动机部件和材料的设计增加了额外的负担。

尽管在从较小的结构中提取更多的动力时预计上述所有的各种活塞部件都要承受额外的热-机械载荷，但是能够预期到圆顶由于直接暴露给燃烧过程而特别容易损坏。对于理解在由活塞和气缸构建的腔室内进行的燃烧动力学方面的进步已经带来了形状更加复杂的活塞圆顶设计，其中交替的凹部和凸台区域形成了波纹状的圆顶表面。燃烧动力学方面的这些改良进一步阻碍了轻质合金的使用及其有限的机械和温度能力，其中已被常规地用于减轻柴油发动机活塞重量的铝合金具有有限的耐热性和机械耐久性，这使它们不符合更完全(并因此更高温)的燃烧过程更高的温度要求。钢活塞具有忍受极端环境的能力；但是它们比铝活塞更重。该重量问题由于与活塞运动相关联的高速率和高加速度而加重，这就意味着可能还必须要额外加强辅助结构从而带来更加不利的重量影响。

已经进行了很多尝试以将耐高温材料的耐热性与柴油机活塞中铝基材料的较轻重量结合。然而，尽管复合活塞可以满足上述目标，但是与其制造相关联的困难抵消了它们的很多优点。因为长时间以来都是用铸造件和一些铸造后的机械加工或相关改造来制造活塞，所以情况更是如此。因而已经难以将内在的低成本的铸造方法与活塞中定制的材料配置的灵活性相结合。

正如上述的柴油机活塞一样，汽油发动机活塞的圆顶也要暴露在极端温度下，并且根据(例如相对平坦或者高度特征化的)圆顶设计也可能要承受与具有燃烧碗或其他表面不规则形状的柴油机活塞相同类型的裂纹。另外，汽油发动机活塞的圆顶通常比柴油机活塞的圆顶更薄，并且因此就更有可能向活塞的其他区域例如顶部环槽非常快速地传热。这样增加的暴露就会增加对环槽内额外措施的需求，例如阳极氧化环槽或者使用高温金属插件以提供足够的强度。还可以使用冷却方法。润滑油路在柴油机和汽油机(特别是后者的涡轮增压器型式)的活塞中均可被用于冷却环槽以及活塞中暴露给高热载荷的其他部分。尽管例如环槽插件和润滑油路等特征提供了很有价值的冷却功能，但是包括它们更加重了这种高负荷工作的活塞在成本和复杂性方面的问题。

发明内容

本发明的一个方面是制造柴油机活塞的方法。在一个实施例中，所述方法包括提供用于包括圆顶的活塞的模型；围绕模型成形活塞铸模，铸模包括骨料材料和结合剂；从活塞铸模中去除模型；将双金属环放置在活塞铸模中圆顶的上表面处；将熔融金属引入带有双金属环的活塞铸模内；使活塞铸模与用于结合剂的溶剂接触并去除结合剂和骨料；冷却熔融的金属；并且使熔融的金属固化以成形活塞，双金属环构成圆顶的至少一部分上表面。在本文的背景下，双金属环可以被成形为两种或多种金属材料例如不锈钢上层和铝基下层构成的层压制件。

本发明的另一个方面是柴油机活塞。在一个实施例中，柴油机活塞包括主体和圆顶，圆顶的至少一部分上表面包括双金属环，双金属环包括铝或铝合金构成的第一层和不锈钢构成的第二层，并且其中第二层构成圆顶的至少一部分上表面，第一层与主体接合，主体包括铝或铝合金。

根据本发明的另一个方面，公开了一种用于内燃发动机的活塞。活塞的圆顶表面被覆以层压材料。这样的活塞(与柴油机活塞一样)优选地通过铸造成形。层压制件由两层(或多层)金属制成以构成双金属层、覆盖件或相关结构。层压制件的双金属特征在耦合至活塞头部时会很有利，原因在于它们可以隔离活塞的下部区域避免过热并且可以为圆顶提供刚性和强度。通过添加本发明的层压式活塞覆盖件即可使与本文中所述高负荷工作的柴油机和汽油机的活塞相关联的那些进一步冷却或相关措施得以简化，甚至是完全消除。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种用于内燃发动机的活塞，所述活塞界定出基本为圆柱形的主体并且包括：

在其顶部界定出圆顶的头部；

设置在至少一部分所述圆顶上的多层金属层压制件，所述层压制件包括邻接所述圆顶的比较不耐高温的金属层和设置在所述第一金属层顶部的比较耐高温的金属层；以及

从圆顶延伸出并且界定出成形在其中的至少一个环槽的裙边。

方案2. 如方案1所述的活塞，其中所述主体由铝基材料制成。

方案3. 如方案1所述的活塞，其中所述圆顶界定出波纹面。

方案4. 如方案3所述的活塞，其中至少一部分所述波纹面界定出燃烧碗。

方案5. 如方案1所述的活塞，其中所述比较不耐高温的金属层包括铝基材料。

方案6. 如方案5所述的活塞，其中所述比较耐高温的金属层包括不锈钢基材料。

方案7. 如方案1所述的活塞，其中所述至少一个环槽包括多个环槽，其中至少有一个环槽不含环槽插件。

方案8. 如方案1所述的活塞，其中所述主体不含成形在其中的润滑油路。

方案9. 如方案1所述的活塞，其中所述层压制件被成形在基本整个所述圆顶上。

方案10. 如方案1所述的活塞，其中所述活塞被构造为汽油发动机活塞。

方案11. 一种制造用于内燃发动机的活塞的方法，所述方法包括：

提供用于包括圆顶的活塞的模型；

在所述模型周围形成活塞铸模，所述铸模包括骨料材料和结合剂；

从所述活塞铸模去除所述模型；

将多层金属层压制件放置在所述活塞铸模中界定出待成形活塞圆顶上表面的位置；

将熔融金属引入所述活塞铸模内；

使活塞铸模与用于所述结合剂的溶剂相接触并去除所述结合剂和所述骨料；

冷却所述熔融金属以使所述层压制件构成所述圆顶的至少一部分上表面。

方案12. 如方案11所述的方法，其中所述活塞被构造为汽油发动机活塞。

方案13. 如方案11所述的方法，其中所述层压制件包括双金属层，双金属层包括铝基材料构成的第一层和不锈钢基材料构成的第二层，以使得在所述活塞成形后，所述第二层构成所述圆顶的最上层表面。

方案14. 如方案13所述的方法，其中所述双金属层通过冲压制成。

方案15. 如方案11所述的方法，其中所述结合剂是水溶性的，所述溶剂是水并且所述骨料材料是硅砂、锆砂、铬铁矿砂、陶瓷微球或其组合。

方案16. 如方案11所述的方法，其中使所述活塞铸模与用于所述结合剂的溶剂相接触包括用所述溶剂喷淋所述活塞铸模。

方案17. 一种制造用于内燃发动机的活塞的方法，所述方法包括：

将多层金属层压制件放入活塞形状的铸模内；

将熔融金属引入活塞形状的铸模内以使所述熔融金属接触所述层压制件；

消融铸造所述熔融金属；

冷却所述熔融金属以使得在所述熔融金属固化之后，所述活塞成形并且界定出基本为单件式的结构，其中所述层压制件构成界定所述活塞上部的圆顶的至少一部分上表面。

方案18. 如方案17所述的方法，其中所述活塞是汽油发动机活塞。

方案19. 如方案17所述的方法，其中所述圆顶界定出波纹面。

方案20. 如方案17所述的方法，其中所述层压制件仅覆盖一部分所述波纹面。

附图说明

在结合以下附图阅读时可以更好地理解下文对具体实施例的详细描述，其中相同的结构用相同的附图标记表示，并且在附图中：

图1是根据现有技术的带有常规金属圆顶的柴油机活塞的顶部透视图；

图2是图1中柴油机活塞的剖视图；

图3是示出了根据本发明的一个方面的活塞的剖视图，其中圆顶的至少平坦部分是由双金属材料制成；

图4示出了根据本发明的汽油发动机型式的活塞；以及

图5示出了图4的局部剖视图以展示内部特征以及双金属层压制件的安置情况。

具体实施方式

消融铸造方法可用于生产带有包括层压材料的铸态圆顶的活塞。使用消融铸造提供了铸造带有近净形圆顶的活塞而无需其它铸造工艺所要求的显著机械加工的可能性。用这种方法，双金属铸态表面可以被放置在活塞圆顶的至少一部分上。在一种形式中，该部分可以包括从活塞外周到碗边沿的平坦区域。这可能是有利的，原因在于通过使层压制件的应用仅限于圆顶的平坦架，其强化了易受高热应力的区域并提供了一些隔热方面的好处，同时保持重量的增加最小化。

在一种形式中，可以将增加的耐火材料层用作层压制件层中的一层，而铝基材料可以用作另一层。在这样的结构中，较低温度的铝基层可以靠向圆顶表面设置，而更加耐热的层(例如上述的不锈钢)可以设置在第一较低温度层的顶部上。除了相对于铝增强了对热载荷的耐性以外，不锈钢还可以为圆顶提供一定程度的刚性，并且由于其相对于下面的铝的较低导热性，它可以用作隔热层以避免在碗边沿处形成热疲劳裂纹。不锈钢材料还可以为环槽提供一定程度的隔热以免受燃烧热的影响。

在一种特定形式中，层压制件被构造为圆顶插件。使用镶铸的插件消除了对通常用于实现非常局域化改善的激光或钨极惰性气体(TIG)重熔的需要。

在另一种形式中，铸造方法可以用于构建碗自身。在一种形式中，铸模可以由型砂制成，型砂能够进行消融铸造以使得可以轻易且低成本地制造复杂的圆顶形状，包括带有凹角特征的那些形状。

首先参照图1和2，示出了常规的柴油机活塞1，其中活塞1的顶部终止于头部(或圆顶)10，圆顶10包括基本平坦的外周部分和凹入的中心部分15。向下延伸的侧壁包括成形在其中的多个凹槽20，其下方是朝向活塞1底部延伸的裙边30，其中活塞1内可以成形有活塞销孔40以接纳活塞销(未示出)。用于柴油机活塞1的圆顶10的合金可能容易发生早期故障，特别是在沿基本平坦的上部的上方位置以及凹入的中心部分15更容易发生早期故障。裂纹特别普遍地出现在例如上述几个位置中，其中温度体制和制造限制可能不够充分。用于增加通过活塞1的冷却剂流量的特征可以包括例如具体在图2中示出的通过润滑剂通道47供给的润滑油路45。类似地，用于增加强度的特征可以包括设置在一个或多个油环槽20内的插件(例如顶部环槽插件23)。

接下来参照图3，示出了根据本发明的一个方面的柴油机活塞50。燃烧碗95构成了圆顶70上表面内的凹陷或中心凹入部分。在这种设计中，总的来说是圆顶70的上表面，并且具体来说是基本平坦的外周75，可以包括双金属环形层压制件55。在一个实施例中，双金属环55是包括铝或铝合金构成的下层60以及更加耐热的材料例如不锈钢构成的上层65的层压制件。在一种优选形式中，双金属层压制件的总厚度可以是约4mm到约6mm，其中铝质部分占总厚度的约10-20%，不过也可以采用其他的厚度和铝的百分比。在一种形式中，层压环55可以通过冲压制成。在另一个实施例中，层压环55可以由能够涂覆有薄铝层(例如小于约100微米，或者更具体地在约25微米到约50微米之间)的不锈钢环(约4毫米到约6毫米厚)构成。层压环55可以被理解为在其中在上表面内的波纹要么是最少、渐变的或(在上表面基本平坦的情况下)不存在的结构(未示出)中基本上覆盖圆顶70的整个上表面。

在一种优选的制造方法中，层压制件55可以通过将该层压制件55作为插件放入铸模(例如型砂铸模)中而与活塞50的其余部分铸造在一起，其中层压插件55的下层60可以是低熔点的铝合金，其能够冶金地接合至铸模内使用的用以制成圆顶70的合金。层压制件55的厚度足以确保不锈钢材料65包围燃烧碗95的边沿。可选地，可以进行一些少量的边缘机械加工以提供更加圆化的边缘用于减少应力集中。不锈钢层65不仅可以提供如上讨论的热益处，而且它光滑的表面光洁度也可以额外地最小化应力集中的出现。

使用消融铸造工艺应该在整体上产生更加精细的微结构，这就导致增强了活塞50性质。例如，与消融铸造相关联的更快冷却导致更加精细的微结构和更好的机械性质(正如更小的二次枝晶间距(SDAS)所证实的那样)。

如具体在图3中所示，消融铸造方法可以被用于生产活塞50，其带有包括铸态形式的底切燃烧碗95的圆顶70。可选的内部冷却通道80(可以基本类似于润滑油路45并且包括基本类似于通道47的润滑油供给通道，二者均在图2中示出)也可以根据冷却要求被整体成形。消融使用无机(即水溶性)型芯，并且水被喷洒在铸模上将其缓慢地冲走(因此术语称为“消融”)，快速地冷却铸件。快速冷却产生改进的机械性质并且如上所述消融铸造允许生产具有精细固化微结构的复杂零件。水的应用允许彼此单独地控制部件固化和冷却(例如通过将水加至铸件的特定区域然后再加至其他区域或者通过向不同的区域加不同量的水)。通过提供实现整个剖面更高的机械性质(例如在室温和高温下的拉伸性质和疲劳性质)经常所需的高固化速率和改善的微结构，消融铸造允许成形复杂的零件例如那些兼有薄厚剖面的零件，以及那些带有复杂内芯的零件。整个剖面的性质比利用碗边沿重熔制成的那些剖面更优，碗边沿重熔提供的期望精细微结构只能达到表面以下的微小深度(例如几毫米)。

消融铸造工艺总体在美国专利7121318中进行了介绍，通过引用将其并入本文。用一种材料构成模型，并且围绕该模型的至少一部分成形铸模。铸模由骨料材料和结合剂制成。将模型从铸模中去除，并且随后向铸模内引入熔融的金属。铸模与溶剂接触，并且将熔融的金属冷却以使其至少部分地固化从而形成铸件。冷却步骤包括使熔融金属周围固化的金属壳与溶剂接触。

其他的铸造形式也是已知的。例如参见美国专利7164963、7618823和7225049，其中每一篇都描述了用于消失模铸造(lost foam casting)(消融铸造的一种类型)的分析方法，并且通过引用将它们都并入本文。不过，本申请的发明人并不关注使用这些或者任何其它形式的消融铸造中的任一种来形成一般意义的柴油机活塞，并且更具体地说是带有底切燃烧碗的柴油机活塞。如本文中所讨论的使用消融铸造提供了铸造带有近净形圆顶的活塞而无需其它工艺所要求的显著机械加工的可能性。这就相应地允许同时铸造圆顶70和燃烧碗95。在一种特定的形式中，底切碗95和内部通道(例如冷却通道80)可以利用骨料一次性铸模生产，该铸模可以利用铸造模具中可伸缩的工具通过常规型芯技术生产。在本文的背景下，铸造介质的骨料形式包括但不限于硅砂、锆砂、铬铁矿砂、陶瓷微球等。

与本发明相关联的益处包括降低机械加工成本，改善用于提高机械性质的铸态微结构，利用型砂(或相关)铸造工艺来定制底切区域(例如图3中结合燃烧圆顶95示出的区域)，减轻铸件重量以及消除对内部盐芯的需求等。常规盐芯可以用与活塞铸模相同材料的骨料芯代替。

提高材料产出可以通过消除经常被用作永久铸模铸造操作的一部分的大冒口来实现。具体地，通过使用消融铸造方法，固有的高冷却速率能够允许将活塞50成形为具有均匀的微结构和相关的结构性质。

除了更精细的微结构和增强的活塞性质以外，使用消融工艺允许将更为精细的细节铸造在零件中，包括复杂的冷却通道例如润滑油路(冷却通道)80。该工艺减少或消除了对在圆顶70周围区域内铸造后的机械加工的需求，特别是当其涉及碗口95的底切区域时更是如此。因为消融铸造是生产完备的，所以扩大规模以制造大量的活塞或相关的部件就相对简单。可采用骨料一次性铸模来允许将活塞圆顶的燃烧碗以及润滑和冷却油路成形为铸件的一部分。

将消融铸造用于柴油机活塞50有助于通过减少或消除对昂贵的二次处理(例如机械加工或重熔)的需求而实现显著的微结构改善。在希望改善微结构的情况下，例如碗95的边缘或活塞50的其它复杂3D区域，可以局部地(在圆顶底切区域中)进行钨极惰性气体(TIG)或激光重熔。后续的机械加工例如用以产生碗边缘准确形状的操作可以被类似地减少或消除。

在一种形式中，本发明利用消融铸造工艺来消除在活塞圆顶处对大冒口的需求。更加快速且均匀地冷却圆顶的能力应该增强机械性质。具体地，一次性骨料铸模应该允许将燃烧碗95铸态成形。而且，骨料铸模材料也可以被用于成形顶部环槽后方的润滑油路80以消除对盐芯的需求。这额外地允许了活塞50的快速原型设计从而能够改进总体的开发测试。

下面参照图4和图5，示出了根据本发明的另一方面的汽油机型式的活塞100。汽油机活塞100包括具有凹口区域115的圆顶或头部110，凹口区域115基本类似于图3中所示柴油机活塞50的碗95，还包括成形在其上表面内的其他高度特征化的轮廓、表面或相关形状。尽管图示圆顶110的上表面是高度特征化的，但是本领域技术人员应该意识到本发明可以等价地应用于具有更简单(也就是平坦)圆顶表面的活塞。圆顶110还包括沿活塞100基本为圆柱形的轮廓向下成形的多个离心凹槽120；这些凹槽(分别被示为环槽122,124和126)被用于压缩环和油环。正如图1至图3中的柴油机活塞50一样，最上方的环槽122被暴露给最高的热载荷，并且因此也可以包括环槽插件(未示出，但是总体类似于图2的柴油机活塞50内示出的环槽插件23)以用于在活塞承受载荷的需求特别苛刻的情况下使用。也可以使用更多的特征例如喷油器(未示出)来冷却活塞100。

在这种设计中，圆顶110的上表面被双金属环150覆盖，双金属环150制成为在不锈钢(例如300系列不锈钢)或相关耐热合金152以下有铝或铝合金154的层压制件。如具体在图5中所示的那样，润滑油路160可以用适应活塞100上更高的燃烧温度和更高应力的方式使用，其中这样的油路可以被镶铸。包含双金属层压制件150通过优选地减小此类油路、环插件或喷油器的尺寸或复杂性或者更加优选地完全取消此类油路、环插件或喷油器而有助于简化活塞100。

如上所述，头部110高度特征化或轮廓化的本质源于成形能够优化燃烧过程的方式，其中凹口区域115可以构成与燃烧曲线的最有效部分相一致的燃烧碗。尽管柴油机活塞50和汽油机活塞100都概念性地被示出为具有成形在相应头部内的三个环20,120，但是应该意识到可以有更少或更多数量的这种环，特别是对于柴油机活塞50来说更是如此，其中可以使用多达五个环。裙边130从头部110向下延伸，并且包括活塞销孔140以接纳活塞销(未示出)，活塞销被耦合用于连接杆和曲轴(二者均未示出)。

在一种形式中，双金属层压制件150可以在铸造后冲压为扁平的圆盘并且随后机械加工为最终的圆顶形状，或者直接铸造为圆顶形状并将机械加工限制为去除铝铸余料以露出层压制件。

不锈钢层152相对较差的导热性可以隔离顶部环槽122和其他的关键区域，从而有可能消除对插件、油路(例如润滑油路160)和喷油器的需求。即使加有不锈钢层152也可以优化活塞设计(质量)。

铸造成在圆顶表面内有双金属环150的活塞100可以通过多种铸造工艺中的任何一种生产，包括上述的消融工艺以及通过永久铸模和半永久注模铸造。对于大批量活塞生产来说更为典型的永久铸模或半永久注模铸造工艺也可以在活塞100的圆顶110上包含有层压(也就是双金属)材料时使用。层压材料150可以在金属注入之前就固定在铸造模具内，并且圆顶110的最终形状可以通过机械加工以露出层压材料150的表面而获得。因此，性质和微结构都具有目前生产活塞的典型特征。要考虑的重要问题包括：(a)双金属层压材料150在模具内的定位以使形状可以准确取向，以及不锈钢层152将位于圆顶110的暴露表面上；(b)使用剖面足够厚的双金属材料150以允许机械加工(清理)圆顶110的表面从而去除过量的铸铝并以正确的最终形状细部露出不锈钢；以及(c)使用非破坏性的检验方法来评估双金属材料的铝质侧面和铸造铝合金表面之间的结合程度。

应当注意的是例如“优选地”、“一般地”和“通常地”这样的术语在本文中不是用于限制所要求保护发明的范围或用于暗示某些特征对所要求保护的发明的结构或功能来说是关键的、必要的或者甚至是重要的。相反，这些术语仅仅是用于强调可选的或附加的特征，这些特征可以被用于或者也可以不被用于本发明的特定实施例中。为了描述和定义本发明的目的，应当注意到术语“设备”在本文中被用来代表部件的组合和单独的部件，无论这些部件是否与其它部件相组合。类似地，术语“基本上”在本文中被用于表示固有的不确定度，这个不确定度可归因于任何定量的比较、数值、测量或其它表示。术语“基本上”在本文中还被用于表示一种程度，定量表示可从所述参考点开始改变而不会导致所讨论主题的基本功能变化的程度。

尽管已经为说明本发明而示出了某些代表性的实施例和细节，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是无需脱离本发明由所附权利要求界定的保护范围即可进行各种改变。

Claims (17)

1.一种用于内燃发动机的活塞，所述活塞界定出基本为圆柱形的主体并且包括：

在其顶部界定出圆顶的头部；

设置在至少一部分所述圆顶上的多层金属层压制件，所述层压制件包括邻接所述圆顶的比较不耐高温的金属层和设置在所述比较不耐高温的金属层顶部的比较耐高温的金属层，其中所述比较不耐高温的金属层包括铝基材料，并且其中所述比较耐高温的金属层包括不锈钢基材料；以及

从圆顶延伸出并且界定出成形在其中的至少一个环槽的裙边。

2.如权利要求1所述的活塞，其中所述主体由铝基材料制成。

3.如权利要求1所述的活塞，其中所述圆顶界定出波纹面。

4.如权利要求3所述的活塞，其中至少一部分所述波纹面界定出燃烧碗。

5.如权利要求1所述的活塞，其中所述至少一个环槽包括多个环槽，其中至少有一个环槽不含环槽插件。

6.如权利要求1所述的活塞，其中所述主体不含成形在其中的润滑油路。

7.如权利要求1所述的活塞，其中所述层压制件被成形在基本整个所述圆顶上。

8.如权利要求1所述的活塞，其中所述活塞被构造为汽油发动机活塞。

9.一种制造用于内燃发动机的活塞的方法，所述方法包括：

提供用于包括圆顶的活塞的模型；

在所述模型周围形成活塞铸模，所述铸模包括骨料材料和结合剂；

从所述活塞铸模去除所述模型；

将多层金属层压制件放置在所述活塞铸模中界定出待成形活塞圆顶上表面的位置；

将熔融金属引入所述活塞铸模内；

使活塞铸模与用于所述结合剂的溶剂相接触并去除所述结合剂和所述骨料；

冷却所述熔融金属以使所述层压制件构成所述圆顶的至少一部分上表面；

其中所述层压制件包括双金属层，双金属层包括铝基材料构成的第一层和不锈钢基材料构成的第二层，以使得在所述活塞成形后，所述第二层构成所述圆顶的最上层表面。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述活塞被构造为汽油发动机活塞。

11.如权利要求9所述的方法，其中所述双金属层通过冲压制成。

12.如权利要求9所述的方法，其中所述结合剂是水溶性的，所述溶剂是水并且所述骨料材料是硅砂、锆砂、铬铁矿砂、陶瓷微球或其组合。

13.如权利要求9所述的方法，其中使所述活塞铸模与用于所述结合剂的溶剂相接触包括用所述溶剂喷淋所述活塞铸模。

14.一种制造用于内燃发动机的活塞的方法，所述方法包括：

提供用于包括圆顶的活塞的模型；

在所述模型周围形成活塞形状的铸模，所述铸模包括骨料材料和结合剂；

从所述活塞形状的铸模去除所述模型；

将多层金属层压制件放入活塞形状的铸模内；

将熔融金属引入活塞形状的铸模内以使所述熔融金属接触所述层压制件；

消融铸造所述熔融金属；

冷却所述熔融金属以使得在所述熔融金属固化之后，所述活塞成形并且界定出为单件式的结构，其中所述层压制件构成界定所述活塞上部的圆顶的至少一部分上表面；

其中所述层压制件包括双金属层，双金属层包括铝基材料构成的第一层和不锈钢基材料构成的第二层，以使得在所述活塞成形后，所述第二层构成所述圆顶的最上层表面。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述活塞是汽油发动机活塞。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述圆顶界定出波纹面。

17.如权利要求16所述的方法，其中所述层压制件仅覆盖一部分所述波纹面。