CN104028984B - 燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法，活塞的材质为铝合金或镁合金，制造步骤为：a)活塞粗加工，活塞燃烧室喉口和燃烧室底部为活塞最薄弱部位，燃烧室喉口和燃烧室底部加工余量为1‑3mm；b)活塞清洗脱脂处理；c)将表面活性剂涂抹或喷涂于需要重熔的燃烧室喉口和燃烧室底部；所述表面活性剂配方组分包括：TiO2、SiO2、CuCl2、MnCl2，将四种按以下比例混合：TiO21‑30％；SiO21‑30％；CuCl21‑40％；MnCl21‑50％；将上述四种组分混制均匀后按质量比1:3～8用丙酮做溶剂，配成悬浊液；d)活塞使用A‑TIG焊接方法重熔；f)重熔后活塞加工至成品。重熔处理后铝合金显微组织发生了显著的变化，重熔区显微硬度约为约是活塞本体硬度的1.2‑2.0倍。有利于提高铝合金材料即喉口部位的抗疲劳能力。

Description

燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法
技术领域
本发明涉及一种燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法。
背景技术
目前，载重汽车、工程机械、铁路机车以及船用的发动机都在向大功率、高负荷方向发展，强化程度不断提高，排放要求越来越严格。在发动机活塞的头部增加陶瓷复合材料可提高活塞喉口的热疲劳性能，但采用陶瓷复合材料成本较高，不适合大批量推广应用。传统TIG焊接技术，是钨极惰性气体保护焊英文简称TIG(Tungsten Inert Gas Welding)焊。无法满足燃烧室喉口重熔强化活塞制造。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法，用于增强活塞燃烧室喉口及燃烧室底部等薄弱部位。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法，活塞的材质为铝合金或镁合金，制造步骤为：
a)活塞粗加工，活塞燃烧室喉口和燃烧室底部为活塞最薄弱部位，燃烧室喉口和燃烧室底部加工余量为1-3mm；
b)活塞清洗脱脂处理；
c)将表面活性剂涂抹或喷涂于需要重熔的燃烧室喉口和燃烧室底部；
所述表面活性剂配方组分包括：TiO2、SiO2、CuCl2、MnCl2，将四种按以下质量比混合：
TiO2 1-30％；SiO2 1-30％；CuCl21-40％；MnCl2 1-50％；
将上述四种组分混制均匀后按质量比1:3～8用丙酮做溶剂，配成悬浊液；
d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔；
e)重熔后活塞加工至成品。
所述步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口和活塞燃烧室底部两道重熔焊缝。
所述步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口和活塞燃烧室底部两道以上重熔焊缝。
本发明公开了一种活塞燃烧室喉口(燃烧室口径)重熔强化结构，使用A-TIG氩弧焊方式对燃烧室喉口区域局部进行重熔处理，
A-TIG方法为一种新型高效的焊接法，是指在施焊板材的表面涂上一层很薄的表面活性剂，从而大大改善焊接熔深的方法。重熔是利用高温氩弧瞬间对铝基体进行熔化，空冷即可达到铸造冷却凝固速度的千倍以上。
A-TIG重熔可得到更为细化的合金组织，显微组织发生了显著的变化，铝合金中Si由较大的块状初晶硅和杆状初晶硅组织转变为非常细小的块状初晶硅和点状组织共晶硅均匀分散于Al的基体中，铝合金中的合金相也得到明显的细化，较为粗大的初晶硅是造成活塞燃烧室喉口失效的重要因素。另一方面，冷凝过程中产生的应力作用使Al基体产生形变，位错密度增加，形成胞状网络结构，从而有利用改善铝合金材料的抗疲劳性能。重熔区显微硬度约为约是活塞本体硬度的1.2-2倍。同时在强化层与基材之间存在热影响区(冶金结合层)，从而在基材和强化层之间形成了硬度的梯度分布，这有利于提高铝合金材料即喉口部位的抗疲劳能力，达到提高活塞整体疲劳寿命的目的。
附图说明
图1(a)、图1(b)为重熔活塞一种燃烧室结构主视图和俯视图，其燃烧室喉口和燃烧室底部两道焊缝；
图2(a)、图2(b)为重熔活塞另一种燃烧室结构主视图和俯视图，其燃烧室喉口和燃烧室底部两道焊缝；
图3(a)、图3(b)为重熔活塞燃烧室形状与图1(a)、图1(b)相同的主视图和俯视图，重熔自燃烧室喉口至燃烧室底部有两道以上焊缝；
图4(a)、图4(b)为重熔活塞形状与图2(a)、图2(b)相同的主视图和俯视图，重熔自燃烧室喉口至燃烧室底部有两道以上焊缝。
其中1.燃烧室喉口，2.燃烧室底部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法，活塞的材质为铝合金或镁合金，制造步骤为：
a)活塞粗加工，活塞燃烧室喉口1和燃烧室底部2为活塞最薄弱部位；燃烧室喉口1和燃烧室底部2加工余量为1-3mm；
b)活塞清洗脱脂处理；
c)将表面活性剂涂抹或喷涂于需要重熔的燃烧室喉口1和燃烧室底部2；
所述表面活性剂配方组分包括：TiO2、SiO2、CuCl2、MnCl2，将四种按以下质量比例(质量比)混合：
实例一配方
实例二配方
实例三配方
实例四配方
实例五配方
实例六配方
将上述四种组分混制均匀后按质量比1:3～8用丙酮做溶剂，配成悬浊液；
d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔；
步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口1和活塞燃烧室底部2两道重熔焊缝；
或者步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口1和活塞燃烧室底部2两道以上重熔焊缝；
e)重熔后活塞加工至成品。
本发明仅仅描述和表示了其代表性的形式，除此之外，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出多种变化和修改。如可利用本发明之方法，制成头群分离的组合活塞，头部可采用A-Tig重熔方法重熔燃烧室喉口及燃烧室底部。

Claims (3)

1.一种燃烧室喉口重熔强化活塞制造方法，其特征是，活塞的材质为铝合金或镁合金，制造步骤为：
a)活塞粗加工，活塞燃烧室喉口和燃烧室底部为活塞最薄弱部位，燃烧室喉口和燃烧室底部加工余量为1-3mm；
b)活塞清洗脱脂处理；
c)将表面活性剂涂抹或喷涂于需要重熔的燃烧室喉口和燃烧室底部；
所述表面活性剂配方组分包括：TiO2、SiO2、CuCl2、MnCl2，将四种按以下质量比混合：
TiO2 1-30％；SiO2 1-30％；CuCl21-40％；MnCl2 1-50％；
将上述四种组分混制均匀后按质量比1:3～8用丙酮做溶剂，配成悬浊液；
d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔；
e)重熔后活塞加工至成品。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口和活塞燃烧室底部两道重熔焊缝。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具体结构为活塞燃烧室喉口和活塞燃烧室底部两道以上重熔焊缝。
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