CN113250849B - 活塞及活塞上激光烧结层的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种活塞及活塞上激光烧结层的制备方法，活塞上激光烧结层的制备方法，用于制备上述的活塞上的激光烧结层，其中活塞，包括钢制的活塞本体，在活塞本体顶部设有燃烧室，燃烧室的表面具有激光烧结层，激光烧结层包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，粘结层和热障层依次层叠设置在活塞本体表面。本发明使得激光烧结层厚度均匀。

Description

活塞及活塞上激光烧结层的制备方法

技术领域

本发明涉及材料表面工程技术领域，尤其涉及一种活塞及活塞上激光烧结层的制备方法。

背景技术

随着发动机设计的不断强化，发动机的缸内温度和压力不断上升，活塞所承受的热负荷及机械负荷将越来越高，由于活塞热负荷及机械负荷增大，目前需要在活塞上涂覆激光烧结层来进行隔热处理，隔热一方面将更多的热量留在燃烧室内，以便做功和后处理温度的提升，另一方面隔热可有效降低其他零部件的热负荷，延长使用寿命。

针对活塞的隔热需求，现有的技术方案采用热障激光烧结层喷涂形式，需喷涂的热障激光烧结层为陶瓷材料，即将陶瓷材料直接喷涂至钢材质上。热障激光烧结层厚度一般在1mm以内，为增强结合力，热障激光烧结层与钢本体之间有粘结层。

但是，现有技术中的热障激光烧结层，采用的氧化锆材料，热容量较大，以及采用的喷涂工艺受制于活塞的复杂形状，这两者均导致活塞的热障激光烧结层容易出现激光烧结层厚度不均匀的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种活塞及活塞上激光烧结层的制备方法，使得激光烧结层厚度均匀。

本发明提供一种活塞，包括钢制的活塞本体，在活塞本体顶部设有燃烧室，燃烧室的表面具有激光烧结层，激光烧结层包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，粘结层和热障层依次层叠设置在活塞本体表面。也就是说，先在在燃烧室的表面设有粘结层，之后再层叠热障层。激光烧结层是采用激光烧结的方式在燃烧室表面形成，提高激光烧结层与活塞的结合力，使得激光烧结层厚度均匀，同时实现热障层与活塞一体化成型，提高了整个激光烧结层的稳定性。

如上述的活塞，可选的，激光烧结层的总厚度大于或等于0.1mm，且小于或等于5mm。具体的，粘结层和热障层的总厚度大于或等于0.1mm，且小于或等于5mm。

如上述的活塞，可选的，粘结层为镍铬铝层。具体的，镍铬铝是一种常用的耐磨、耐蚀、高粘结性，且有较好韧性的激光烧结层材料，能够增强热障层与燃烧室的表面之间的结合力。

本发明还提供一种活塞上激光烧结层的制备方法，用于制备上述的活塞上的激光烧结层，方法包括以下步骤：

对活塞本体预制件进行喷砂粗化处理，以形成活塞本体喷砂件。

将活塞本体喷砂件置于具有第一材料粉末的第一粉末池中，并将沾有第一材料粉末的活塞本体喷砂件逐步暴露于激光热源的照射区域，以使激光热源将第一材料粉末和活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结，制得粘结层，形成活塞本体半成品。

可选的，在第一粉末池中设有升降装置，通过升降装置控制活塞本体喷砂件在第一粉末池中上升或者下降，保证活塞本体喷砂件能够更好的完全放置在第一粉末池中。等到活塞本体喷砂件的燃烧室表面均匀沾有第一材料粉末，再将沾有第一材料粉末的活塞本体喷砂件通过升降装置逐步暴露于激光热源的照射区域，方便通过激光热源将第一材料粉末和活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结，从而制得活塞本体半成品，活塞本体半成品表面具有粘结层，增强彼此之间的结合强度。同时通过激光烧结方法使得粘结层在活塞本体喷砂件的燃烧室内成型，提高了连接强度，粘结层的厚度均匀可控。

将活塞本体半成品置于具有第二材料粉末的第二粉末池中，并使沾有第二材料粉末的活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，以使激光热源将第二材料粉末和活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结，制得热障层，粘结层和热障层形成激光烧结层。

具体的，将表面具有粘结层的活塞本体半成品置于第二粉末池中，同样的，通过升降装置完全置于第二粉末池中，使得待涂部位也就是燃烧室的表面，能够与第二材料粉末完全接触。待活塞本体半成品的燃烧室表面均匀沾有第二材料粉末，再将沾有第二材料粉末的活塞本体半成品通过升降装置逐步暴露于激光热源的照射区域，方便通过激光热源将第二材料粉末和活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结，从而制得热障层，进而提高隔热效果，粘结层和热障层形成激光烧结层。同时通过激光烧结方法，一方面，使得热障层在活塞本体的燃烧室内成型，由于粘结层的存在，进而提高热障层与活塞本体材料之间的连接力度；另一方面，激光烧结的方法可以保证热障层的厚度均匀可控，使得活塞本体的燃烧室表面均匀具有热障层。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，将沾有第一材料粉末的活塞本体喷砂件逐步暴露于激光热源的照射区域，具体包括：

逐步抬升第一粉末池内的活塞本体喷砂件，以使活塞本体喷砂件的燃烧室的不同部分随每次抬升而依次暴露于激光热源的照射区域；

活塞本体喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.2mm。具体的，通过升降装置使得沾有第一材料粉末的活塞本体喷砂件在第一粉末池内逐步上升，直到活塞本体喷砂件的燃烧室表面暴露于激光热源的照射区域，通过激光热源将第一材料粉末和活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结。升降装置可以控制活塞本体喷砂件的燃烧室的不同部分依次暴露于激光热源的照射区域，再经过激光热源将第一材料粉末和活塞本体喷砂件的燃烧室表面的不同部分进行烧结，直到活塞本体喷砂件的燃烧室表面完全暴露于激光热源的照射区域，也就是说，活塞本体喷砂件的燃烧室表面完全经过激光热源烧结形成粘结层。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，第一材料为镍铬铝材料，镍铬铝材料粉末粒度20μm-30μm。具体的，第一粉末池为具有镍铬铝材料的粉末池，其中，为了使得镍铬铝材料均匀的烧结形成粘结层，镍铬铝材料粉末粒度控制在20μm-30μm，提高了连接强度，使得整个激光烧结层更加稳定，使用寿命更长。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，将沾有第二材料粉末的活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，具体包括：

逐步抬升第二粉末池内的活塞本体半成品，以使活塞本体半成品的燃烧室的不同部分随每次抬升而依次暴露于激光热源的照射区域；

活塞本体喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.3mm。具体的，将已经具有粘结层的活塞本体半成品置于第二粉末池中，通过升降装置使得沾有第二材料粉末的活塞本体半成品在第二粉末池内逐步上升，直到活活塞本体半成品的燃烧室表面暴露于激光热源的照射区域，通过激光热源将第二材料粉末和活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结。升降装置可以控制活塞本体半成品的燃烧室的不同部分依次暴露于激光热源的照射区域，再经过激光热源将第二材料粉末和活塞本体半成品的燃烧室表面的不同部分进行烧结，直到活塞本体半成品的燃烧室表面完全暴露于激光热源的照射区域，也就是说，活塞本体半成品的燃烧室表面完全经过激光热源烧结形成热障层。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，第二材料为氧化钇稳定氧化锆材料，氧化钇稳定氧化锆粒度为50μm-80μm。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，粘结层孔隙率为3％以内。具体的，通过激光热源烧结形成的粘结层，其孔隙率能够精准控制3％以内，提高了激光烧结层的稳定性。

如上述的活塞上激光烧结层的制备方法，可选的，热障层孔隙率为10％-30％。具体的，通过激光热源烧结形成的热障层，其孔隙率能够精准控制10％-30％，热障层的厚度均匀可控，进而整个激光烧结层的厚度也均匀可控，提高了激光烧结层的稳定性。

本发明提供一种活塞及活塞上激光烧结层的制备方法，活塞上激光烧结层的制备方法，用于制备上述的活塞上的激光烧结层，其中活塞，包括钢制的活塞本体，在活塞本体顶部设有燃烧室，燃烧室的表面具有激光烧结层，激光烧结层包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，粘结层和热障层依次层叠设置在活塞本体表面。激光烧结层是采用激光烧结的方式在燃烧室表面形成，提高激光烧结层与活塞的结合力，使得激光烧结层厚度均匀，同时实现热障层与活塞一体化成型，提高了整个激光烧结层的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的活塞的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的活塞在激光热源烧结的过程示意图；

图3为本申请实施例提供的活塞在激光热源烧结后的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的活塞上激光烧结层的制备方法的流程图。

附图标记：

1-活塞本体；

2-燃烧室；

3-激光烧结层；

4-激光热源；

5-第一粉末池；

6-第二粉末池；

10-活塞。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一腔分实施例，而不是全腔的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内腔的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于方便描述不同的腔件,而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

现有技术中，采用涂层喷涂形式，需喷涂的涂层为陶瓷材料，即将陶瓷材料直接喷涂至钢材质上。热障涂层厚度一般在1mm以内，为增强结合力，热障涂层与钢本体之间有粘结层。但是，现有技术中的热障涂层，采用的氧化锆材料，热容量较大，以及采用的喷涂工艺受制于活塞的复杂形状，这两者均导致活塞的热障涂层容易出现涂层厚度不均匀的问题。

为了克服现有技术中的缺陷，本发明提供的一种活塞及活塞上激光烧结层的制备方法，激光烧结层是采用激光烧结的方式在燃烧室表面形成，提高激光烧结层与活塞的结合力，使得激光烧结层厚度均匀，同时实现热障层与活塞一体化成型，提高了整个激光烧结层的稳定性。

下面将结合附图详细的对本发明的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加清楚详细的了解本发明的内容。

实施例一

图1为本申请实施例提供的活塞的结构示意图；图2为本申请实施例提供的活塞在激光热源烧结的过程示意图；图3为本申请实施例提供的活塞在激光热源烧结后的结构示意图。如图1-图3所示，本发明实施例提供一种活塞10，包括钢制的活塞本体1，在活塞本体1顶部设有燃烧室2，燃烧室2的表面具有激光烧结层3，激光烧结层3包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，粘结层和热障层依次层叠设置在活塞本体1表面。

具体的，在燃烧室0.1mm-5mm之外的部分均为钢材质，也就是钢制的活塞本体1。在燃烧室2的表面进行激光烧结层3，进而起到隔热作用，可以降低其他零部件的热负荷，激光烧结层3包括粘结层和热障层，其中热障层用于进行隔热，粘结层用于增强热障层与燃烧室2的表面之间的结合力。也就是说，先在在燃烧室2的表面设有粘结层，之后再层叠热障层。激光烧结层3是采用激光烧结的方式在燃烧室2表面形成，提高激光烧结层3与活塞本体1的结合力，使得激光烧结层3厚度均匀，同时实现热障层与活塞本体1一体化成型，有效降低热量传递，提高了整个激光烧结层3的稳定性。

在一种可选的实施方式中，激光烧结层3的总厚度大于或等于0.1mm，且小于或等于5mm。具体的，粘结层和热障层的总厚度大于或等于0.1mm，且小于或等于5mm。

在一种可选的实施方式中，粘结层为镍铬铝层。具体的，镍铬铝是一种常用的耐磨、耐蚀、高粘结性，且有较好韧性的激光烧结层3材料，能够增强热障层与燃烧室2的表面之间的结合力。

本发明实施例提供一种活塞，包括钢制的活塞本体，在活塞本体顶部设有燃烧室，燃烧室的表面具有激光烧结层，激光烧结层包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，粘结层和热障层依次层叠设置在活塞本体表面。激光烧结层是采用激光烧结的方式在燃烧室表面形成，提高激光烧结层与活塞的结合力，使得激光烧结层厚度均匀，同时实现热障层与活塞一体化成型，提高了整个激光烧结层的稳定性。

实施例二

本发明实施例还提供一种活塞上激光烧结层的制备方法，用于制备上述的活塞上的激光烧结层，方法包括以下步骤：

S1O1:对活塞本体1预制件进行喷砂粗化处理，以形成活塞本体1喷砂件。

具体的，图4为本申请实施例提供的活塞上激光烧结层的制备方法的流程图，如图4所示，可以先将活塞本体1预制件在清除油脂和灰尘之后进行粗化处理，通常采用喷砂法粗化，也可采用其它方法粗化。或者在安装了相应的卡具之后进行粗化处理，以形成活塞本体1喷砂件。

其中，只对待涂部位进行粗化，也就是燃烧室2的表面进行粗化，对其它部位进行保护，避免损伤。

可选的，粗糙度大于或等于Ra3，且小于或等于Ra5，增强结合力，具体的表面粗糙度值可通过现有的测试手段进行监测，这里不作过多赘述。

S1O2:将活塞本体1喷砂件置于具有第一材料粉末的第一粉末池5中，并将沾有第一材料粉末的活塞本体1喷砂件逐步暴露于激光热源4的照射区域，以使激光热源4将第一材料粉末和活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面进行烧结，制得粘结层，形成活塞本体半成品。

具体的，将进行粗化处理后的活塞本体1喷砂件完全放置在具有第一材料粉末的第一粉末池5中，保证待涂部位也就是燃烧室2的表面，能够全部置于第一粉末池5中。也就是说，一般燃烧室2在活塞本体1顶部设置，因此，为了保证燃烧室2整个表面置于具有第一材料粉末的第一粉末池5中，需要将活塞本体1喷砂件的整体全部放置在第一粉末池5中，这样才能使得第一材料粉末能够均匀的涂在燃烧室2表面上。

可选的，在第一粉末池5中设有升降装置，通过升降装置控制活塞本体1喷砂件在第一粉末池5中上升或者下降，保证活塞本体1喷砂件能够更好的完全放置在第一粉末池5中。等到活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面均匀沾有第一材料粉末，再将沾有第一材料粉末的活塞本体1喷砂件通过升降装置逐步暴露于激光热源4的照射区域，方便通过激光热源4将第一材料粉末和活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面进行烧结，从而制得活塞本体1半成品，活塞本体1半成品表面具有粘结层，增强彼此之间的结合强度。同时通过激光烧结方法使得粘结层在活塞本体1喷砂件的燃烧室2内成型，提高了连接强度，粘结层的厚度均匀可控。

此时若需要的粘结层较厚，则可分多次实施以上的步骤，防止一次烧结时间太长，基体过热。也就是将活塞本体1喷砂件再次完全放置在第一粉末池5中，通过升降装置逐步暴露于激光热源4的照射区域，通过激光热源4将第一材料粉末和活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面再次进行烧结，可根据实际情况需要，上述步骤多次反复，从而形成多层粘结层，提高结合力。

S1O3:将活塞本体1半成品置于具有第二材料粉末的第二粉末池6中，并使沾有第二材料粉末的活塞本体1半成品逐步暴露于激光热源4的照射区域，以使激光热源4将第二材料粉末和活塞本体1半成品的燃烧室2表面进行烧结，制得热障层，粘结层和热障层形成激光烧结层3。

具体的，将表面具有粘结层的活塞本体1半成品置于第二粉末池6中，同样的，通过升降装置完全置于第二粉末池6中，使得待涂部位也就是燃烧室2的表面，能够与第二材料粉末完全接触。待活塞本体1半成品的燃烧室2表面均匀沾有第二材料粉末，再将沾有第二材料粉末的活塞本体1半成品通过升降装置逐步暴露于激光热源4的照射区域，方便通过激光热源4将第二材料粉末和活塞本体1半成品的燃烧室2表面进行烧结，从而制得热障层，粘结层和热障层形成激光烧结层3，进而提高隔热效果。同时通过激光烧结方法，一方面，使得热障层在活塞本体1的燃烧室2内成型，由于粘结层的存在，进而提高热障层与活塞本体1材料之间的连接力度；另一方面，激光烧结的方法可以保证热障层的厚度均匀可控，使得活塞本体1的燃烧室2表面均匀具有热障层。

此时若需要的热障层较厚，则可分多次实施以上的步骤，防止一次烧结时间太长，基体过热。也就是将活塞本体1半成品再次完全放置在第二粉末池6中，通过升降装置逐步暴露于激光热源4的照射区域，通过激光热源4将第二材料粉末和活塞本体1半成品的燃烧室2表面再次进行烧结，可根据实际情况需要，上述步骤多次反复，从而形成多层热障层，提高隔热强度。

此外，为了使激光烧结层3的效果更好，可以在活塞本体1预制件处理之前对活塞本体1进行粗化处理，例如用刚玉砂均匀喷砂粗化处理，然后进行清洗。也可以在安装卡具之后，只对待喷涂的部分进行粗化处理，例如用刚玉砂均匀喷砂粗化处理，然后用压缩空气将基体表面吹净。

在一种可选的实施方式中，将沾有第一材料粉末的活塞本体1喷砂件逐步暴露于激光热源4的照射区域，具体包括：

逐步抬升第一粉末池5内的活塞本体1喷砂件，以使活塞本体1喷砂件的燃烧室2的不同部分随每次抬升而依次暴露于激光热源4的照射区域；

活塞本体1喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.2mm。具体的，通过升降装置使得沾有第一材料粉末的活塞本体1喷砂件在第一粉末池5内逐步上升，直到活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面暴露于激光热源4的照射区域，通过激光热源4将第一材料粉末和活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面进行烧结。升降装置可以控制活塞本体1喷砂件的燃烧室2的不同部分依次暴露于激光热源4的照射区域，再经过激光热源4将第一材料粉末和活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面的不同部分进行烧结，直到活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面完全暴露于激光热源4的照射区域，也就是说，活塞本体1喷砂件的燃烧室2表面完全经过激光热源4烧结形成粘结层。

为了保证激光热源4烧结形成粘结层更加均匀，活塞本体1喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.2mm。

在一种可选的实施方式中，第一材料为镍铬铝材料，镍铬铝材料粉末粒度20μm-30μm。具体的，第一粉末池5为具有镍铬铝材料的粉末池，其中，为了使得镍铬铝材料均匀的烧结形成粘结层，镍铬铝材料粉末粒度控制在20μm-30μm，提高了连接强度，使得整个激光烧结层3更加稳定，使用寿命更长。

在一种可选的实施方式中，将沾有第二材料粉末的活塞本体1半成品逐步暴露于激光热源4的照射区域，具体包括：

逐步抬升第二粉末池6内的活塞本体1半成品，以使活塞本体1半成品的燃烧室2的不同部分随每次抬升而依次暴露于激光热源4的照射区域；

活塞本体1喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.3mm。具体的，将已经具有粘结层的活塞本体1半成品置于第二粉末池6中，通过升降装置使得沾有第二材料粉末的活塞本体1半成品在第二粉末池6内逐步上升，直到活活塞本体1半成品的燃烧室2表面暴露于激光热源4的照射区域，通过激光热源4将第二材料粉末和活塞本体1半成品的燃烧室2表面进行烧结。升降装置可以控制活塞本体1半成品的燃烧室2的不同部分依次暴露于激光热源4的照射区域，再经过激光热源4将第二材料粉末和活塞本体1半成品的燃烧室2表面的不同部分进行烧结，直到活塞本体1半成品的燃烧室2表面完全暴露于激光热源4的照射区域，也就是说，活塞本体1半成品的燃烧室2表面完全经过激光热源4烧结形成热障层，该热障层能够有效降低热量传递。

为了保证激光热源4烧结形成热障层更加均匀，隔热强度更好，活塞本体1半成品的每次抬升高度为0.1mm-0.3mm。

在一种可选的实施方式中，第二材料为氧化钇稳定氧化锆材料，氧化钇稳定氧化锆粒度为50μm-80μm。具体的，第二粉末池6为具有氧化钇稳定氧化锆材料的粉末池，其中，通过激光热源4烧结的氧化钇稳定氧化锆材料，加热区间小，热应力小，结合力强，内应力小，最终可在活塞10上实现高可靠性的低热容激光烧结层。为了使得氧化钇稳定氧化锆材料均匀的烧结形成热障层，氧化钇稳定氧化锆材料粉末粒度控制在50μm-80μm，提高了隔热强度，能够有效的降低热量传递，使得整个激光烧结层3厚度均匀，使用寿命更长。

在一种可选的实施方式中，粘结层孔隙率为3％以内。具体的，通过激光热源4烧结形成的粘结层，其孔隙率能够精准控制3％以内，提高了激光烧结层3的稳定性。

在一种可选的实施方式中，热障层孔隙率为10％-30％。具体的，通过激光热源4烧结形成的热障层，其孔隙率能够精准控制10％-30％，热障层的厚度均匀可控，进而整个激光烧结层3的厚度也均匀可控，提高了激光烧结层3的稳定性。

本发明实施例一种活塞上激光烧结层的制备方法，用于处理上述的活塞，方法包括以下步骤：

对活塞本体预制件进行喷砂粗化处理，以形成活塞本体喷砂件；将活塞本体喷砂件置于具有第一材料粉末的第一粉末池中，并将沾有第一材料粉末的活塞本体喷砂件逐步暴露于激光热源的照射区域，以使激光热源将第一材料粉末和活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结，制得粘结层，形成活塞本体半成品；将活塞本体半成品置于具有第二材料粉末的第二粉末池中，并使沾有第二材料粉末的活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，以使激光热源将第二材料粉末和活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结，制得热障层，粘结层和热障层形成激光烧结层。激光烧结层是采用激光烧结的方式在燃烧室表面形成，提高激光烧结层与活塞的结合力，使得激光烧结层厚度均匀，同时实现热障层与活塞一体化成型，提高了整个激光烧结层的稳定性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中腔分或者全腔技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种活塞，其特征在于，包括钢制的活塞本体，在所述活塞本体顶部设有燃烧室，所述燃烧室的表面具有激光烧结层，所述激光烧结层包括镍铬金属材料构成的粘结层和氧化钇稳定氧化锆材料构成的热障层，所述粘结层和所述热障层依次层叠设置在所述活塞本体表面；

其中，所述激光烧结层是通过以下方法制得的：

对活塞本体预制件进行喷砂粗化处理，以形成活塞本体喷砂件；

将所述活塞本体喷砂件置于具有第一材料粉末的第一粉末池中，并逐步抬升所述第一粉末池内的所述活塞本体喷砂件，以使所述活塞本体喷砂件的燃烧室的不同部分随每次抬升而依次暴露于激光热源的照射区域，以使所述激光热源将所述第一材料粉末和所述活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结，制得粘结层，形成活塞本体半成品；所述活塞本体喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.2mm；

将所述活塞本体半成品置于具有第二材料粉末的第二粉末池中，并使沾有所述第二材料粉末的所述活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，以使所述激光热源将所述第二材料粉末和所述活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结，制得热障层，所述粘结层和所述热障层形成所述激光烧结层。

2.根据权利要求1所述的活塞，其特征在于，所述激光烧结层的总厚度大于或等于0.1mm，且小于或等于5mm。

3.根据权利要求2所述的活塞，其特征在于，所述粘结层为镍铬铝层。

4.一种活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1至3任一项所述的活塞上的激光烧结层，所述方法包括以下步骤：

对活塞本体预制件进行喷砂粗化处理，以形成活塞本体喷砂件；

将所述活塞本体喷砂件置于具有第一材料粉末的第一粉末池中，并将沾有所述第一材料粉末的所述活塞本体喷砂件逐步暴露于激光热源的照射区域，以使所述激光热源将所述第一材料粉末和所述活塞本体喷砂件的燃烧室表面进行烧结，制得粘结层，形成活塞本体半成品；

将所述活塞本体半成品置于具有第二材料粉末的第二粉末池中，并使沾有所述第二材料粉末的所述活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，以使所述激光热源将所述第二材料粉末和所述活塞本体半成品的燃烧室表面进行烧结，制得热障层，所述粘结层和所述热障层形成所述激光烧结层；

所述将沾有所述第一材料粉末的所述活塞本体喷砂件逐步暴露于激光热源的照射区域，具体包括：

逐步抬升所述第一粉末池内的所述活塞本体喷砂件，以使所述活塞本体喷砂件的燃烧室的不同部分随每次抬升而依次暴露于所述激光热源的照射区域；

所述活塞本体喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.2mm。

5.根据权利要求4所述的活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，所述第一材料为镍铬铝材料，所述镍铬铝材料粉末粒度20μm-30μm。

6.根据权利要求4所述的活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，将沾有所述第二材料粉末的所述活塞本体半成品逐步暴露于激光热源的照射区域，具体包括：

逐步抬升所述第二粉末池内的所述活塞本体半成品，以使所述活塞本体半成品的燃烧室的不同部分随每次抬升而依次暴露于所述激光热源的照射区域；

所述活塞本体喷砂件的每次抬升高度为0.1mm-0.3mm。

7.根据权利要求4所述的活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，所述第二材料为氧化钇稳定氧化锆材料，所述氧化钇稳定氧化锆粒度为50μm-80μm。

8.根据权利要求4所述的活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，所述粘结层孔隙率为3％以内。

9.根据权利要求4所述的活塞上激光烧结层的制备方法，其特征在于，所述热障层孔隙率为10％-30％。

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