燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法，活塞的材質(zhì)為鋁合金或鎂合金，制造步驟為：a)活塞粗加工，活塞燃燒室喉口和燃燒室底部為活塞最薄弱部位，燃燒室喉口和燃燒室底部加工余量為1-3mm；b)活塞清洗脫脂處理；c)將表面活性劑涂抹或噴涂于需要重熔的燃燒室喉口和燃燒室底部；所述表面活性劑配方組分包括：TiO2、SiO2、CuCl2、MnCl2，將四種按以下比例混合：TiO21-30％；SiO21-30％；CuCl21-40％；MnCl21-50％；將上述四種組分混制均勻后按質(zhì)量比1:3～8用丙酮做溶劑，配成懸濁液；d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔；f)重熔后活塞加工至成品。重熔處理后鋁合金顯微組織發(fā)生了顯著的變化，重熔區(qū)顯微硬度約為約是活塞本體硬度的1.2-2.0倍。有利于提高鋁合金材料即喉口部位的抗疲勞能力。
【專利說明】燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，載重汽車、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車以及船用的發(fā)動(dòng)機(jī)都在向大功率、高負(fù)荷方向發(fā)展，強(qiáng)化程度不斷提高，排放要求越來越嚴(yán)格。在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的頭部增加陶瓷復(fù)合材料可提高活塞喉口的熱疲勞性能，但采用陶瓷復(fù)合材料成本較高，不適合大批量推廣應(yīng)用。傳統(tǒng)TIG焊接技術(shù),是鶴極惰性氣體保護(hù)焊英文簡(jiǎn)稱TIG (Tungsten Inert Gas Welding)焊。無法滿足燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法，用于增強(qiáng)活塞燃燒室喉口及燃燒室底部等薄弱部位。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0005]一種燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法，活塞的材質(zhì)為鋁合金或鎂合金，制造步驟為:
[0006]a)活塞粗加工，活塞燃燒室喉口和燃燒室底部為活塞最薄弱部位，燃燒室喉口和燃燒室底部加工余量為l_3mm ；
[0007]b)活塞清洗脫脂處理；
[0008]c)將表面活性劑涂抹或噴涂于需要重熔的燃燒室喉口和燃燒室底部；
[0009]所述表面活性劑配方組分包括:Ti02、S12, CuCl2, MnCl2，將四種按以下質(zhì)量比混合:
[0010]Ti02l-30% ；Si02l-30% ；CuC121-40% ；MnCl2l-50% ；
[0011]將上述四種組分混制均勻后按質(zhì)量比1:3?8用丙酮做溶劑，配成懸濁液；
[0012]d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔；
[0013]f)重熔后活塞加工至成品。
[0014]所述步驟d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具體結(jié)構(gòu)為活塞燃燒室喉口和活塞燃燒室底部?jī)傻乐厝酆缚p。
[0015]所述步驟d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具體結(jié)構(gòu)為活塞燃燒室喉口和活塞燃燒室底部?jī)傻酪陨现厝酆缚p。
[0016]本發(fā)明公開了一種活塞燃燒室喉口(燃燒室口徑)重熔強(qiáng)化結(jié)構(gòu)，使用A-TIG氬弧焊方式對(duì)燃燒室喉口區(qū)域局部進(jìn)行重熔處理，
[0017]A-TIG方法為一種新型高效的焊接法，是指在施焊板材的表面涂上一層很薄的表面活性劑，從而大大改善焊接熔深的方法。重熔是利用高溫氬弧瞬間對(duì)鋁基體進(jìn)行熔化，空冷即可達(dá)到鑄造冷卻凝固速度的千倍以上。
[0018]A-TIG重熔可得到更為細(xì)化的合金組織，顯微組織發(fā)生了顯著的變化，鋁合金中Si由較大的塊狀初晶硅和桿狀初晶硅組織轉(zhuǎn)變?yōu)榉浅＜?xì)小的塊狀初晶硅和點(diǎn)狀組織共晶硅均勻分散于Al的基體中，鋁合金中的合金相也得到明顯的細(xì)化，較為粗大的初晶硅是造成活塞燃燒室喉口失效的重要因素。另一方面，冷凝過程中產(chǎn)生的應(yīng)力作用使Al基體產(chǎn)生形變，位錯(cuò)密度增加，形成胞狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而有利用改善鋁合金材料的抗疲勞性能。重熔區(qū)顯微硬度約為約是活塞本體硬度的1.2-2倍。同時(shí)在強(qiáng)化層與基材之間存在熱影響區(qū)(冶金結(jié)合層)，從而在基材和強(qiáng)化層之間形成了硬度的梯度分布，這有利于提高鋁合金材料即喉口部位的抗疲勞能力，達(dá)到提高活塞整體疲勞壽命的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1(a)、圖1(b)為重熔活塞一種燃燒室結(jié)構(gòu)主視圖和俯視圖，其燃燒室喉口和燃燒室底部?jī)傻篮缚p；
[0020]圖2(a)、圖2(b)為重熔活塞另一種燃燒室結(jié)構(gòu)主視圖和俯視圖，其燃燒室喉口和燃燒室底部?jī)傻篮缚p；
[0021]圖3 (a)、圖3(b)為重熔活塞燃燒室形狀與圖1 (a)、圖1(b)相同的主視圖和俯視圖，重熔自燃燒室喉口至燃燒室底部有兩道以上焊縫；
[0022]圖4(a)、圖4(b)為重熔活塞形狀與圖2 (a)、圖2 (b)相同的主視圖和俯視圖，重熔自燃燒室喉口至燃燒室底部有兩道以上焊縫。
[0023]其中1.燃燒室喉口，2.燃燒室底部。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0025]燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法，活塞的材質(zhì)為鋁合金或鎂合金，制造步驟為:
[0026]a)活塞粗加工，活塞燃燒室喉口 I和燃燒室底部2為活塞最薄弱部位；燃燒室喉口 I和燃燒室底部2加工余量為l_3mm ；
[0027]b)活塞清洗脫脂處理；
[0028]c)將表面活性劑涂抹或噴涂于需要重熔的燃燒室喉口 I和燃燒室底部2 ；
[0029]所述表面活性劑配方組分包括:Ti02、Si02、CuCl2、MnCl2,將四種按以下質(zhì)量比例(質(zhì)量比)混合:
[0030]實(shí)例一配方
[0031]
T12 29%；
[0032]
S12 1%；
CuCl2 20%；
Mn(I 50%ο
[0033]實(shí)例二配方
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種燃燒室喉口重熔強(qiáng)化活塞制造方法，其特征是，活塞的材質(zhì)為鋁合金或鎂合金，制造步驟為: a)活塞粗加工，活塞燃燒室喉口和燃燒室底部為活塞最薄弱部位，燃燒室喉口和燃燒室底部加工余量為l_3mm ； b)活塞清洗脫脂處理； c)將表面活性劑涂抹或噴涂于需要重熔的燃燒室喉口和燃燒室底部； 所述表面活性劑配方組分包括:Ti02、Si02、CuCl2、MnCl2，將四種按以下質(zhì)量比混合: Ti02l-30% ；Si02l-30% ；CuC121-40% ；MnCl2l-50% ； 將上述四種組分混制均勻后按質(zhì)量比1:3?8用丙酮做溶劑，配成懸濁液； d)活塞使用A-TIG焊接方法重熔； f)重熔后活塞加工至成品。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具體結(jié)構(gòu)為活塞燃燒室喉口和活塞燃燒室底部?jī)傻乐厝酆缚p。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述步驟d)中的活塞使用A-TIG焊接方法重熔的具體結(jié)構(gòu)為活塞燃燒室喉口和活塞燃燒室底部?jī)傻酪陨现厝酆缚p。
【文檔編號(hào)】B23K9/167GK104028984SQ201410255788
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】馮增建, 劉世英, 尚自河, 王龍昌, 李艷軍, 崔巖壽, 李云鑫, 耿興華, 王世利, 龐兆杰, 李建興 申請(qǐng)人:山東濱州渤?；钊煞萦邢薰?br>