CN111074176A - 发动机活塞及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种发动机活塞的制造方法，该方法可包括：进行上主体的成形，通过压制粉末型烧结材料，成形出作为活塞主体的上部的上主体；进行下主体的成形，通过压制粉末型烧结材料，成形出作为活塞主体的下部的下主体；进行接合，通过在上主体和下主体之间提供钎焊材料，在对烧结材料进行烧结的同时将上主体和下主体彼此钎焊，成形出活塞主体；进行机械加工，通过机械加工活塞主体的表面，从活塞主体的表面去除孔；和进行热处理，通过在活塞主体的表面上进行氮化热处理或氧化热处理中的至少一种，形成钝化膜。

Description

发动机活塞及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发动机活塞及其制造方法，并且更具体地涉及一种由铁基(iron-based)粉末制成的发动机活塞及其制造方法。
背景技术
通常，车辆的发动机活塞由铝合金材料制成。
因为柴油发动机是自燃式的，燃烧效率与活塞上侧的温度(即头部的温度)成比例地增加。然而，因为铝合金材料的导热性非常高，活塞容易冷却，因此难以保持头部的温度高。
因此，已经开发了一种将活塞的材料从铝合金材料改变为钢材料以提高活塞头部温度的技术。然而，即使当使用由钢材料制成的活塞时，活塞头部的最高温度略高于由铝合金材料制成的活塞头部的最高温度，例如，高50至150℃，并且活塞的表面被氧化，遭受开裂。
因此，需要一种能够进一步提高活塞头部的温度、同时防止裂缝发生的新型发动机活塞及其制造方法。
本发明背景技术部分所公开的信息仅用于增强对本发明一般背景的理解，可以不视为认可或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面意在提供一种发动机活塞及其制造方法，该发动机活塞具有优异的疲劳强度和抗氧化性，同时通过改善隔热性能进一步提高活塞头部的温度。
根据本发明的一方面，上述和其它目的可以通过提供一种发动机活塞的制造方法来实现，该方法包括：进行上主体(upper-body)的成形，通过压制(pressing)粉末型烧结材料，成形出作为活塞主体(body)的上部的上主体；进行下主体(lower-body)的成形，通过压制粉末型烧结材料，成形出作为活塞主体的下部的下主体；进行接合(bonding)，通过在上主体和下主体之间提供钎焊(brazing)材料，并在对烧结材料进行烧结的同时将上主体和下主体彼此钎焊，成形出活塞主体；进行机械加工(machining)，通过机械加工活塞主体的表面，从活塞主体的表面去除孔；和进行热处理，通过在活塞主体的表面上进行氮化热处理或氧化热处理中的至少一种，形成钝化膜。
在进行热处理时，在活塞主体的表面上进行氮化热处理之后，可以进行氧化热处理。
烧结材料可以包括0.45-0.6wt％的C、1.3-1.7wt％的Cr、0.15-0.35wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
烧结材料可以包括0.5-0.8wt％的C、0.8-0.9wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
用于进行接合的钎焊材料可以包括35-45wt％的Cu、5-30wt％的一种或多种选自Si、Mn、B、P、C和Fe者以及余量的Ni。
在进行接合时，烧结和钎焊可以在1100至1170℃下进行20至40分钟，上主体和下主体可以以0.8-1.2℃/s的速率冷却至室温。
在进行接合时，上主体和下主体可以彼此间隔0.05-0.15mm，并且可以在上主体和下主体之间提供钎焊材料。
在进行机械加工时，活塞主体的表面可机械加工至0.1-0.2mm的深度。
在进行热处理时，可以通过在540至570℃下进行20至120分钟的氧化热处理，形成钝化膜。钝化膜可以包括第一氧化物层，该第一氧化物层可以包括Fe3O4，并以2-8μm的厚度形成在活塞主体的表面上。
在进行热处理时，可以通过在450至540℃下进行1至4小时的氮化热处理，形成氮化物层，并可以通过在540至570℃下进行氧化热处理，形成钝化膜。钝化膜可以包括氮化物层(该氮化物层可以包括铁氮化物，并形成为在活塞主体的表面上厚度为4-20μm)，和第二氧化物层(该第二氧化物层可以包括Fe3O4，并以1-3μm的厚度形成在氮化物层的表面上)。
根据本发明的另一方面，提供一种发动机活塞，该发动机活塞包括活塞主体和钝化膜，该活塞主体通过对通过粉末的压制成型形成的上主体和下主体进行烧结、在烧结的同时将上主体和下主体彼此钎焊、并且对其表面进行机械加工以从其表面去除孔而形成；上述钝化膜形成在活塞主体的表面上，该钝化膜包括氧化物或氮化物中的至少一种。
活塞主体的密度可以为6.9-7.3g/cm3。
活塞主体的内部孔隙率可以为7.5-12％。
钝化膜可以包括第一氧化物层，该第一氧化物层可以包括Fe3O4，并以2-8μm的厚度形成在活塞主体的表面上。
钝化膜可以包括氮化物层，该氮化物层可以包括铁氮化物，并以4-20μm的厚度形成在活塞主体的表面上。
钝化膜可以包括氮化物层(该氮化物层可以包括铁氮化物，并以4-20μm的厚度形成在活塞主体的表面上)，和第二氧化物层(该第二氧化物层可以包括Fe3O4，并以1-3μm的厚度形成在氮化物层的表面上)。
形成活塞主体的粉末可以包括0.45-0.6wt％的C、1.3-1.7wt％的Cr、0.15-0.35wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
形成活塞主体的粉末可以包括0.5-0.8wt％的C、0.8-0.9wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
本发明的方法和装置具有其它特征和优点，这些特征和优点将在并入本文的附图中以及以下详细描述中得以显而易见或更详细地阐述，附图和详细描述一起用于解释本发明的某些原理。
附图说明
图1是根据本发明示例性实施方式的上主体和下主体的透视图；
图2是示出上主体和下主体彼此钎焊的状态的剖视图；
图3是示出通过上主体和下主体的接合而形成的活塞主体的透视图；
图4是示出通过机械加工活塞主体得到的最终活塞制品的透视图；
图5是示出机械加工活塞主体表面以从活塞主体表面去除孔的过程的示意图；和
图6和图7是示出在活塞主体表面上形成的钝化膜的示意图。
应当理解，附图不一定按比例绘制，而是呈现说明本发明的基本原理的各种特征的一定程度上简化的表示。本文公开的本发明的特定设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体的预期应用和使用环境来确定。
在附图中，在附图的全部几张图中，附图标记是指本发明的相同或等同部分。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的各种实施方式，其实例在附图中示出并在下面进行描述。虽然本发明将结合示例性实施方式进行描述，但应当理解，本描述并不意在将本发明限定于那些示例性实施方式。相反，本发明意在不仅涵盖示例性实施方式，而且涵盖各种替换方式、修改方式、等同方式和其它实施方式，其均包括在由权利要求限定的本发明的精神和范围内。
本文使用的术语仅仅是为了描述各种示例性实施方式的目的，而不是意在对本发明的示例性实施方式加以限定。如本文所用，除非上下文中明确另外指出，单数形式“一个”、“一种”和“该”也意在包括复数形式。进一步要理解的是，当在本文中使用时，术语“包括”、“包含”“含有”和/或“具有”是指存在所述特征、范围、整数、步骤、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、范围、整数、步骤、操作、要素、部件和/或它们的组。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义。术语，比如在通用词典中定义的术语，除非在本说明书中明确定义，均应解释为与相关技术的背景下的术语具有相同的含义，并且不应解释为具有理想的或过度正式的含义。
在下文中，将参照附图描述根据本发明示例性实施方式的发动机活塞及其制造方法。
首先，将描述根据本发明示例性实施方式的发动机活塞的制造方法。
图1是根据本发明示例性实施方式的上主体和下主体的透视图，图2是示出上主体和下主体彼此钎焊的状态的剖视图，图3是示出通过上主体和下主体的接合而形成的活塞主体的透视图，图4是示出通过机械加工活塞主体得到的最终活塞制品的透视图，图5是示出机械加工活塞主体表面以从活塞主体表面去除孔的过程的示意图，图6和图7是示出在活塞主体表面上形成的钝化膜的示意图。
如图1至图7所示，根据本发明示例性实施方式的发动机活塞制造方法泛泛地包括上主体成形步骤、下主体成形步骤、接合步骤、机械加工步骤和热处理步骤。
如图1至图4所示，上主体成形步骤和下主体成形步骤是成形出上主体110和下主体120(其可以形成活塞主体100)的步骤。上主体110和下主体120通过压制成型(compression molding)方法成形，其中将粉末型烧结材料引入模具中，然后进行压制。
上主体110形成活塞主体100的上部，下主体120形成活塞主体100的下部。上主体110和下主体120彼此连接，形成单个体活塞主体100。
上主体110可以是活塞主体100的冠部(crown portion)，并且可以具有沿其外周表面形成的插入槽，以在其中接收活塞环，下主体120可以是活塞主体100的裙部(skirtportion)。
通过上主体110和下主体120的组装来形成活塞主体100的原因在于，由于活塞主体100的结构，通过用粉末型材料填充单个模具难以形成活塞主体100的整体形状。换句话说，包括底切(undercut)或中空区域的活塞主体100不能通过一般的粉末压制成形方法形成，因此通过组装两个单独的部件而形成。
在上主体成形步骤和下主体成形步骤中成形出的上主体110和下主体120的形状没有特别限制。然而，如下所述，形成上主体110和下主体120的烧结材料是钢材料，以表现出比现有技术中使用的铝合金更高的强度。因此，通过上主体110和下主体120的组装形成的活塞主体100的总长度，即，活塞主体100在衬套(liner)内上升和下降方向上的长度，与由铝合金材料制成的常规活塞的总长度相比可以减小。
因此，连杆的长度可以增加，因此连杆与活塞主体100的纵向之间形成的角度可以减小。而且，施加于活塞主体100的侧向力可以减小，因此可以使活塞主体100和衬套内壁之间的摩擦最小化。
形成上主体110和下主体120的烧结材料可以包括0.45-0.6wt％的碳(C)、1.3-1.7wt％的铬(Cr)、0.15-0.35wt％的钼(Mo)、0.25-0.40wt％的锰(Mn)、0.1-0.2wt％的硫(S)和余量的铁(Fe)和无法避免的杂质。
或者，烧结材料可以包括0.5-0.8wt％的碳(C)、0.8-0.9wt％的钼(Mo)、0.25-0.40wt％的锰(Mn)、0.1-0.2wt％的硫(S)和余量的铁(Fe)和无法避免的杂质。
上主体110的材料可以具有前一种组成，下主体120的材料可以具有后一种组成。然而，本发明不限于此。例如，前一种组成和后一种组成中的任何一种都可以用于上主体110和下主体120。
碳(C)是钢材料的关键元素，其在上述范围内添加，以增加强度，并稳定贝氏体结构。
在上述范围内添加铬(Cr)，以稳定下文将要描述的氮化物层和氧化物层。当Cr的添加量小于1.3wt％时，下文将要描述的钝化膜层的硬度降低。当Cr的添加量大于1.7wt％时，粉末型烧结材料在压制成型中的成型性能(formability)降低。
在上述范围内添加钼(Mo)，以通过形成碳化物(carbide)来改善高温强度。当添加Cr时，Mo与Cr一起合金化。当Mo与Cr一起合金化、并且当Mo的添加量小于0.15wt％时，高温强度降低，不能达到并且发动机活塞所需的物理性能，并且当Mo的添加量大于0.35wt％时，强度过度增加，粉末成型变得困难。当单独使用Mo而不含Cr、并且当Mo的添加量小于0.8wt％时，高温强度降低，当Mo的添加量大于0.9wt％时，粉末成型性能降低。
锰(Mn)和硫(S)形成球形MnS，并以MnS粉末的形式添加，以改善加工性能(processability)。当Mn和S的添加量小于下限时，加工性能会降低，当Mn和S的添加量大于上限时，强度会降低，或者会由于MnS的偏析形成薄弱部分。
在接合步骤中，将上述的上主体110和下主体120烧结，并同时彼此钎焊。通过在上主体110和下主体120之间插入钎焊材料200，并对其进行加热和压制，对上主体110和下主体120进行烧结。此时，钎焊材料200部分地穿透上主体110和下主体120，由此上主体110和下主体120彼此一体地接合，从而形成单个活塞主体100。
钎焊材料200可以形成为环形形状。例如，钎焊材料200可以形成为垫圈(washer)的形状，其顶表面与上主体110的底表面接触，其底表面与下主体120的顶表面接触。
钎焊材料200可以包括35-45wt％的Cu、5-30wt％的一种或多种选自Si、Mn、B、P、C和Fe者以及余量的Ni。当Ni的存在量大于上述范围时，熔点升高，上主体110和下主体120之间扩散的Cu量减少，从而不能适当地实现钎焊。当Cu的存在量大于上述范围时，通过Ni获得的强度增加效果降低，因此钎焊部分的接合强度降低。
当进行接合步骤时，同时进行烧结和钎焊，同时在1100至1170℃下将上主体110和下主体120压制20至40分钟。在烧结和钎焊完成之后，上主体110和下主体120以0.8-1.2℃/s的速率冷却至室温，由此将活塞主体100的结构转变成贝氏体。
当进行接合步骤时，上主体110和下主体120可以彼此间隔0.05-0.15mm的间隙。间隙可以在0.06-0.12mm的范围内。由于上主体110和下主体120之间的间隙，钎焊材料200容易在上主体110和下主体120之间流动，并在上主体110的接合表面和下主体120接合表面之间均匀地扩散。
当间隙小于0.05mm时，上主体110和下主体120之间的间隔非常窄，使得钎焊材料200不能适当地扩散。当间隙大于0.15mm时，钎焊没有实现，或者接合强度不满足350MPa。
为了允许上主体110和下主体120彼此间隔开，在上主体110的接合表面上形成上突起(upper protrusion)111，在下主体120的接合表面上形成下突起(lower protrusion)121。通过使上突起111和下突起121彼此接触，使上主体110和下主体120彼此间隔开。上突起111的数量和下突起121的数量可以相同，例如，3个或更多，以稳定地保持上主体110和下主体120之间的间隙。由于上突起111和下突起121在机械加工过程中去除，在彼此接合的上主体110和下主体120之间仅存在有钎焊材料200。
如图5所示，在机械加工过程中，将活塞主体100的表面机械加工至预定的加工深度(machining depth)101，以从表面去除孔P。
详细描述，当机械加工活塞主体100的表面时，将在表面中形成、同时尺寸小于加工深度101的孔P完全去除。在表面中形成孔P、同时尺寸大于加工深度101的情况下，将活塞主体100的表面围绕孔P的部分引入到孔P中，结果使活塞主体100的整个表面平整。
加工深度101可以在0.1-0.2mm的范围内。当加工深度101小于0.1mm时，难以从活塞主体100的表面去除孔P。另一方面，当加工深度101大于0.2mm时，从活塞主体100的表面去除孔的效果不会改善。此外，由于过度机械加工，机械加工成本增加，并且上主体110和下主体120需要增大尺寸，因此导致材料成本增加。
通过该表面机械加工步骤，通过从活塞主体100的表面去除孔P或者阻塞在活塞主体100的表面中形成的孔P，使活塞主体100的表面平整。然而，在活塞主体100内部形成的孔P不会去除，而是在活塞主体100作为发动机活塞运行时充当隔热层。
在机械加工过程之后，活塞主体100的密度可以在6.9-7.3g/cm3的范围内，活塞主体100的内部孔隙率可以在7.5-12％的范围内。
当密度小于上述范围或者当内部孔隙率大于上述范围时，隔热性能得到改善，因此活塞头部的温度增加，改善柴油发动机的燃料效率。但是，脆性增加，寿命缩短。当密度大于上述范围或者当内部孔隙率小于上述范围时，隔热性能劣化，因此难以充分提高活塞头部的温度。
如图6和图7所示，在热处理步骤中，通过在活塞主体100的表面上进行氮化热处理或氧化热处理中的至少一种，形成钝化膜130。
此时，钝化膜130的详细构造可以取决于热处理方法而变化。
如图6所示，当仅进行蒸汽热处理时，钝化膜130可以构造成第一氧化物层131，其包括Fe3O4，并以2-8μm的厚度形成在活塞主体100的表面上。
为了在活塞主体100的表面上形成第一氧化物层131，氧化热处理在540至570℃下在蒸汽气氛中进行20至120分钟。
由于Fe3O4是多孔材料并具有优异的隔热性能，其可以有助于升高活塞主体100的头部温度。此外，如上所述，由于根据本发明示例性实施方式的活塞主体100包括铬，可以通过蒸汽热处理在第一氧化物层131中额外地形成Cr2O3，改善活塞主体100表面的抗氧化性。
如图7所示，当同时进行氮化热处理和蒸汽热处理时，钝化膜130可以形成为包括氮化物层132(其包括铁氮化物，并以4-20μm的厚度形成在活塞主体100的表面上)，和第二氧化物层133(其包括Fe3O4，并以1-3μm的厚度形成在氮化物层132的表面上)。
此时，热处理在450至540℃下在氨(NH3)气氛中进行1至4小时，以形成包括超过50％的Fe2-3N和余量Fe4N的氮化物层132。随后，热处理在540至570℃下在蒸汽气氛中进行20至120分钟，以形成包括Fe3O4的第二氧化物层133。
当形成氮化物层132时，可以使用离子氮化方法或气体碳氮共渗(gas-nitrocarburizing)方法，以该方式形成的多孔氮化物可以改善活塞主体100的隔热性能。此外，在氮化热处理之后，可以在蒸汽气氛中进行氧化热处理，改善活塞主体100的高温疲劳强度。
在氮化物层132相对靠近于活塞主体100的表面的部分处，形成具有致密结构的致密层，并在致密层上形成包括孔的多孔层。致密层可以形成为厚度为2μm或更大，多孔层可以形成为厚度为10μm或更小。多孔层配置成改善活塞主体100的隔热性能，致密层配置成通过防止氧气渗透来防止活塞主体100的氧化。
或者，可以仅使用氮化物层132而不使用第二氧化物层133来形成钝化膜130。在该情形中，在氮化热处理之后不进行氧化热处理。
为了将图3所示的已经过接合步骤的活塞主体100转变成图4所示的最终活塞制品100a，可以进行额外的机械加工。
进行该额外的机械加工，以形成插入活塞环的插入槽、向其中固定连杆的销孔(pin hole)和在储存润滑剂的油道(oil gallery)。
可以在接合步骤之后、机械加工步骤之前进行该额外的机械加工。
根据本发明示例性实施方式的发动机活塞包括活塞主体100和钝化膜130，活塞主体100通过对通过粉末压制成型形成的上主体110和下主体120进行烧结、在烧结的同时使用钎焊材料200将上主体110和下主体120彼此接合、并且机械加工其表面以从其表面去除孔而形成，钝化膜130在活塞主体100的表面上形成，并包括氧化物或氮化物中的至少一种。
这种发动机活塞通过上述发动机活塞制造方法制造，其具体构造的描述通过发动机活塞制造方法的描述代替。
根据上述制造方法制造的发动机活塞的压缩高度(从活塞的顶表面到活塞销的距离)为25-40mm，其比由Al制成的常规活塞的压缩高度短约25％。
从以上描述明显的是，根据本发明示例性实施方式的发动机活塞及其制造方法具有以下效果。
第一，由于导热率低，燃料燃烧期间产生的热量积聚在活塞头部中，提高了活塞头部的温度，从而改善柴油发动机的燃烧效率。
第二，由于抗氧化性优异，能够防止在高温下发生裂缝。
第三，由于同时进行烧结和钎焊，制造工艺得以简化。
尽管出于说明性目的已经描述了本发明的示例性实施方式，但本领域技术人员将会理解到，可以在不脱离包括在所附权利要求中的本发明的范围和精神的情况下，进行各种修改、添加和替换。
为了方便解释和在权利要求中准确定义，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“上面”、“下面”、“上部”、“下部”、“向上”、“向下”、“前”、“后”、“后面”、“内部”、“外部”、“向内”、“向外”、“内”、“外”、“内面”、“外面”、“向前”、“向后”均用于参照附图所示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。
已经出于说明和描述的目的呈现了本发明的特定示例性实施方式的前述描述。它们并无意于穷尽本发明或将其限定于所公开的精确形式，显然，根据以上教导能够进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施方式以解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域其他技术人员能够制造和利用本发明的各种示例性实施方式，以及其各种替换方式和修改方式。本发明的范围意在由权利要求及其等同方式限定。

Claims (19)

1.一种发动机活塞的制造方法，所述方法包括以下步骤：
进行上主体的成形，通过压制粉末型烧结材料，成形出作为所述发动机活塞中的活塞主体的上部的上主体；
进行下主体的成形，通过压制粉末型烧结材料，成形出作为所述发动机活塞中的所述活塞主体的下部的下主体；
进行接合，通过在所述上主体和所述下主体之间提供钎焊材料，在对烧结材料进行烧结的同时将所述上主体和所述下主体彼此钎焊，成形出所述活塞主体；
进行机械加工，通过机械加工所述活塞主体的表面，从所述活塞主体的所述表面去除孔；和
进行热处理，通过在所述活塞主体的所述表面上进行氮化热处理或氧化热处理中的至少一种，形成钝化膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在进行所述热处理时，在所述活塞主体的所述表面上进行所述氮化热处理之后，进行所述氧化热处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述烧结材料包含0.45-0.6wt％的C、1.3-1.7wt％的Cr、0.15-0.35wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述烧结材料包含0.5-0.8wt％的C，0.8-0.9wt％的Mo，0.25-0.40wt％的Mn，0.1-0.2wt％的S，以及余量的Fe和无法避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的方法，其中用于进行所述接合的所述钎焊材料包括35-45wt％的Cu、5-30wt％的一种或多种选自Si、Mn、B、P、C和Fe者以及余量的Ni。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在进行所述接合时，在1100至1170℃下在对所述烧结材料进行烧结的同时将所述上主体和所述下主体彼此钎焊20至40分钟，在完成所述上主体和所述下主体的彼此钎焊和所述烧结材料的烧结之后，将所述上主体和所述下主体以0.8-1.2℃/s的速率冷却至室温。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在进行所述接合时，所述上主体和所述下主体彼此间隔0.05-0.15mm的间隙，并且在所述上体和所述下主体之间提供所述钎焊材料。
8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述上主体和所述下主体中的至少一个的接合表面上形成有至少一个突起，以在所述上主体和所述下主体之间形成所述间隙。
9.根据权利要求1所述的方法，其中在进行所述机械加工时，将所述活塞主体的所述表面铣削至距离所述活塞主体的所述表面0.1-0.2mm的深度。
10.根据权利要求1所述的方法，
其中在进行所述热处理时，通过在540至570℃下进行20至120分钟的氧化热处理，形成所述钝化膜，并且
其中所述钝化膜包括含有Fe3O4的第一氧化物层，所述第一氧化物层以2-8μm的厚度形成在所述活塞主体的所述表面上。
11.根据权利要求1所述的方法，
其中在进行所述热处理时，通过在450至540℃下进行1至4小时的所述氮化热处理，形成氮化物层，并且通过在540至570℃下进行所述氧化热处理，形成所述钝化膜，并且
其中所述钝化膜包括含有铁氮化物的所述氮化物层，所述氮化物层以4-20μm的厚度形成在所述活塞主体的所述表面上，并且所述钝化膜包括含有Fe3O4的第二氧化物层，所述第二氧化物层以1-3μm的厚度形成在所述氮化物层的上表面上。
12.一种发动机活塞，其包括：
活塞主体，通过对通过粉末的压制成型形成的上主体和下主体进烧结、在所述烧结的同时将所述上主体和所述下主体彼此钎焊、并且对活塞主体的表面进行机械加工以从活塞主体的所述表面去除孔而形成；和
钝化膜，形成在所述活塞主体的所述表面上，所述钝化膜包括氧化物或氮化物中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中所述活塞主体的密度为6.9-7.3g/cm3。
14.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中所述活塞主体的内部孔隙率为7.5-12％。
15.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中所述钝化膜包括含有Fe3O4的第一氧化物层，所述第一氧化物层以2-8μm的厚度形成在所述活塞主体的所述表面上。
16.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中所述钝化膜包括含有铁氮化物的氮化物层，所述氮化物层以4-20μm的厚度形成在所述活塞主体的所述表面上。
17.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中所述钝化膜包括：
含有铁氮化物的氮化物层，所述氮化物层以4-20μm的厚度形成在所述活塞主体的所述表面上；和
含有Fe3O4的第二氧化物层，所述第二氧化物层以1-3μm的厚度形成在所述氮化物层的上表面上。
18.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中形成所述活塞主体的粉末包括0.45-0.6wt％的C、1.3-1.7wt％的Cr、0.15-0.35wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
19.根据权利要求12所述的发动机活塞，其中形成所述活塞主体的粉末包括0.5-0.8wt％的C、0.8-0.9wt％的Mo、0.25-0.40wt％的Mn、0.1-0.2wt％的S和余量的Fe和无法避免的杂质。
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