專利名稱：內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種汽車制造技術(shù)領(lǐng)域的制造方法，具體是一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法。
背景技術(shù)：
活塞是內(nèi)燃機(jī)中工作強(qiáng)度最高的部件之一。由于它的工作條件特別惡劣，所以其工作能力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化，可靠性，耐久性有重大影響?；钊敳颗c高溫、高壓燃?xì)饨佑|，工作溫度高、熱負(fù)荷大；活塞裙部起到導(dǎo)向和傳遞動(dòng)力作用。一般活塞頂部溫度可達(dá)300°C以上，汽油機(jī)活塞的第一環(huán)槽岸可能處于^KTC 范圍，柴油機(jī)活塞的第一環(huán)槽岸可能超過315°C。隨著現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，其功率在不斷的提高，活塞的運(yùn)動(dòng)速度也隨之提高，汽油機(jī)活塞速度可達(dá)1 l-16m/s，柴油機(jī)活塞速度可達(dá)6-8. 5m/s，或者更高一些。由于發(fā)動(dòng)機(jī)高速化的結(jié)果，使其作用在活塞上的慣性力也越來(lái)越大。在過去十年中，轎車柴油機(jī)升功率由30kW/L發(fā)展到現(xiàn)在的60kW/L，氣缸的爆發(fā)壓力由13MPa發(fā)展到18MPa，而重型柴油機(jī)的爆發(fā)壓力已經(jīng)從過去的14MPa發(fā)展到了 20MPa以上。這些都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的材料提出了更高的要求，尤其是應(yīng)具有較高的高溫強(qiáng)度和高溫抗疲勞、抗蠕變性能、好的熱穩(wěn)定性、較小的熱膨脹系數(shù)、較大的熱導(dǎo)率、好的耐磨性。與此同時(shí)，出于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)，油耗以及乘坐舒適性的要求，在不降低高溫力學(xué)性能的前提下，追求活塞減重，一直是人們追求的目標(biāo)。另一方面，通?；钊谕鶑?fù)運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)引起震動(dòng)，并對(duì)曲軸施加較大的側(cè)向力。在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)中，這些力通常要靠昂貴的平衡系統(tǒng)來(lái)平衡。因此，選用更輕的活塞除了可以減輕重量，降低油耗之外，還可以大幅減輕活塞運(yùn)動(dòng)過程中的震動(dòng)，提高曲軸的壽命，降低噪聲，增加乘坐的舒適性。目前，國(guó)內(nèi)外用作活塞的材料，主要有鋁硅系合金，鋼以及鑄鐵(灰鐵和球鐵)等。 這些材料中，鋁硅系合金應(yīng)用最廣。由于汽車輕量化以及各國(guó)出臺(tái)的日益嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，鎂合金作為最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料，其在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上的應(yīng)用，也引起了人們的極大興趣。但是，由于活塞頂部、裙部等不同部位的工作條件不一、需要的材料性能不同，采用同種材料制造活塞必然造成對(duì)材料各種性能的過高要求或材料某些性能的浪費(fèi)， 尤其是在高的高溫力學(xué)性能和減輕重量這兩個(gè)方面，總是顧此失彼。例如鋼和鐵具有好的高溫性能，可以滿足大功率，高速發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的要求，但是比重大，無(wú)法滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)活塞輕量化的要求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，油耗，噪音以及乘坐的舒適性都有不利的影響；而鋁和鎂合金雖然比重輕，但是高溫性能又相對(duì)較低，在一定程度上限制了發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提升。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN1764775中記載了一種由整體鑄造的鑄鋼制成的內(nèi)燃機(jī)用活塞，與鋁合金活塞以及球墨鑄鐵活塞相比，具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能以及耐熱性能，可以使活塞工作溫度上升至450°C以上，燃燒壓力上升至20MPa以上時(shí)也可以使用，因此可以應(yīng)用于高速，大功率發(fā)動(dòng)機(jī)活塞上。但是，由于其是用鑄鋼制成，要比鋁合金活塞重很多，未能很好地滿足活塞輕量化的要求。而現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的鋁硅合金活塞，具有比重輕，耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，但是由于鋁合金本身的力學(xué)性能尤其是高溫力學(xué)性能的限制，使其難以應(yīng)用于高速、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN2371394Y和CNlO 1468426A分別記載了用鏈接和激光焊接的方式來(lái)制造活塞?；钊捻敳坑描F或者鋼制成，活塞的裙部用鋁合金制成，然后通過鏈接或者激光焊接的方法把鋼或者鐵的活塞頂部與鋁合金的活塞裙部連接起來(lái)。這兩種方法雖然可以同時(shí)滿足增加強(qiáng)度和減輕重量，但是制造過程復(fù)雜、工序較多、成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，通過分別用兩種金屬液先后澆注到活塞頂部和裙部的模具型腔中，并利用其自身的結(jié)晶潛熱來(lái)冶金結(jié)合活塞的頂部和裙部，從而制造出可以同時(shí)滿足增加強(qiáng)度與減輕重量的要求，并且具有制造方法相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低廉的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明采用鑄鋼、AC9B過共晶鋁硅合金、AC8A 共晶鋁硅合金、高稀土含量耐熱鎂合金、或其金屬基復(fù)合材料等的熔體作為活塞頂部熔體， 采用AC8A共晶鋁硅合金、普通耐熱鎂合金或其金屬基復(fù)合材料等的熔體作為活塞裙部熔體且活塞裙部熔體和活塞頂部熔體采用不同的材質(zhì)，將兩種熔體采用重力鑄造方法或采用擠壓鑄造方法制得復(fù)合式活塞毛坯。所述的活塞頂部熔體的澆注溫度為710-1610°C。所述的活塞裙部熔體的澆注溫度為700-780°C。所述的重力鑄造方法是指將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注滿活塞模具頂部型腔；然后當(dāng)活塞頂部熔體溫度為M0-1450°C時(shí)，將活塞裙部熔體澆入活塞模具裙部中；最后采用水冷卻和/或自然冷卻，制得復(fù)合式活塞毛坯。所述的擠壓鑄造方法是指將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注到活塞模具頂部?jī)?nèi)；然后當(dāng)活塞頂部熔體的溫度為M0-1450°C時(shí)，把活塞裙部熔體澆注到活塞模具裙部中，然后施壓，擠壓壓力為 10-20MPa并保壓1-5分鐘；最后采用水冷卻和/或自然冷卻，制得復(fù)合式活塞毛坯。所述的鑄鋼的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有C 0. 5-0. 8%, Si 3%,Mn 以下，S :0. 2% 以下，Ni 以下，Cr =7-10%, Cu 以下，Nb :0. 05-8%，剩余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。所述的AC8A共晶鋁硅合金的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有Cu :0. 8-1.3%，Si :11-13%, Mg 0. 47-1. 30%, Zn :0. 1%, Fe :0. 8%, Mn :0. 1%, Ni :1. 0-2. 5%, Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。所述的AC9B過共晶鋁硅合金的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有Cu :0.5-1.1%，Si 19-20%, Mg 0. 5-1. 5%, Zn 0. 2%, Fe 0. 8%, Mn 0. 5%, Ni 0. 5-1. 5%, Ti 0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。所述的高稀土含量耐熱鎂合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd: 4-8%, Zn 0. 5-2%, Zr :0. 2-0. 6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。所述的普通耐熱鎂合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si :0-5%, Ca 0~5%, Al 0-5%, Zn :0-6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明充分利用了兩種材料各自的優(yōu)勢(shì)，可以兼顧活塞所需要的高強(qiáng)度和輕重量，可以更好地滿足高性能發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)活塞的服役要求。并且具有工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)低廉的優(yōu)勢(shì)。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例1重力鑄造鋼頂鋁裙復(fù)合式活塞?；钊敳克貌牧蠟殍T鋼，其成分為，以質(zhì)量％ 計(jì)，含有 C 0. 5-0. 8%, Si :3%，Mn 以下，S :0. 2% 以下，Ni 以下，Cr :7-10%, Cu:6%以下，Nb :0. 05-8%，剩余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成?；钊共克貌牧蠟锳C8A共晶鋁硅合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Cu 0. 8-1.3%, Si =11-13%, Mg 0. 47-1. 30%, Zn :0. 1%, Fe :0. 8%, Mn :0. 1%, Ni :1. 0-2. 5%, Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此實(shí)施例的具體步驟為(1)制得上述兩種合金的熔體，準(zhǔn)備澆注。其中用于制備活塞頂部的合金熔體的澆注溫度為1590-1610°C，用于制備活塞裙部的合金熔體的澆注溫度為740-780°C。( 澆注時(shí)，采用重力鑄造方法，活塞頂部模具置于活塞裙部模具下方。 (3)把用于制備活塞頂部的合金熔體澆入事先準(zhǔn)備好的模具中，控制此合金熔體用量，使其正好填滿活塞頂部模具型腔。(4)在用于制備活塞頂部的合金的溫度為1380-1450°C時(shí)，把用于制備活塞裙部的合金熔體澆入活塞模具中。( 在活塞裙部合金熔體澆入模具之后，立即用水冷卻活塞模具l_2s，之后采用常規(guī)的自然冷卻，活塞的頂部和裙部通過兩種合金結(jié)晶潛熱冶金結(jié)合到一起，制得復(fù)合式活塞毛坯。水冷使得兩種合金在界面結(jié)合處形成的脆性!^e-Al金屬間化合物層盡可能的薄，避免了界面脆化；之后的自然冷卻一方面可以利用合金自身的結(jié)晶潛熱加快Fe、Al原子的相互擴(kuò)散，形成對(duì)界面結(jié)合有利的擴(kuò)散層，另一方面也避免了由于冷卻速率過快造成的較大的殘余應(yīng)力。本實(shí)施例所獲得的復(fù)合式活塞，在活塞頂部達(dá)到與全鋼活塞相近的性能的同時(shí)， 比全鋼的活塞減重約15%。特別適用于于大功率，高速重型柴油機(jī)活塞。實(shí)施例2重力鑄造鋁頂鎂裙復(fù)合式活塞?；钊敳克貌牧蠟锳C9B過共晶鋁硅合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有 Cu 0. 5-1. 1%, Si :19-20%, Mg :0. 5-1. 5%, Zn :0. 2%, Fe :0. 8%, Mn 0. 5%,Ni 0. 5-1. 5%,Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成?；钊共克貌牧蠟楦呦⊥梁磕蜔徭V合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd:4-8%， Zn :0. 5-2%, Zr :0. 2-0. 6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此實(shí)施例的具體步驟為(1)制得上述兩種合金熔體，準(zhǔn)備澆注。其中用于制備活塞頂部的合金熔體的澆注溫度為740-780°C，用于制備活塞裙部的合金熔體的澆注溫度為 720-760°C。( 澆注時(shí)，采用重力鑄造方法，將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注滿活塞模具頂部型腔。(3)把用于制備活塞頂部的合金熔體澆入事先準(zhǔn)備好的模具中，控制此合金熔體用量，使其正好填滿活塞模具頂部型腔。(4)在用于制備活塞頂部的合金的溫度為550-600°C時(shí)，把用于制備活塞裙部的合金熔體澆入活塞模具中。( 在活塞裙部合金熔體澆入模具之后，立即用水冷卻活塞模具0. 5-1. 5s，之后采用常規(guī)的自然冷卻，活塞的頂部和裙部通過兩種合金結(jié)晶潛熱冶金結(jié)合到一起，制得復(fù)合式活塞毛坯。水冷使得兩種合金在界面結(jié)合處形成的脆性Mg-Al金屬間化合物層盡可能的薄，避免了界面脆化；之后的自然冷卻一方面可以利用合金自身的結(jié)晶潛熱加快Mg、Al原子的相互擴(kuò)散，形成對(duì)界面結(jié)合有利的擴(kuò)散層，另一方面也避免了由于冷卻速率過快造成的較大的殘余應(yīng)力。本實(shí)施例所獲得的復(fù)合式活塞，在活塞頂部達(dá)到與全鋁硅合金活塞相近的性能的同時(shí)，比全鋁硅合金的活塞減重約8%。由于其輕量化明顯，特別適用于對(duì)油耗，排放以及乘坐舒適性要求較高的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。實(shí)施例3擠壓鑄造鋁頂鎂裙復(fù)合式活塞?；钊敳克貌牧蠟锳C8A共晶鋁硅合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有 Cu 0. 8-1. 3%, Si :11-13%, Mg :0. 47-1. 30%, Zn :0. 1%, Fe :0. 8%, Mn 0. l%,Ni :1. 0-2. 5%,Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成?；钊共克貌牧蠟楦呦⊥梁磕蜔徭V合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd:4-8%， Zn :0. 5-2%, Zr :0. 2-0. 6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此實(shí)施例的具體步驟為(1)制得上述兩種合金熔體，準(zhǔn)備澆注。其中用于制備活塞頂部的合金熔體的澆注溫度為720-760°C，用于制備活塞裙部的合金熔體的澆注溫度為 710-750°C。( 澆注時(shí)，采用擠壓鑄造方法，將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方。( 把用于制備活塞頂部的合金熔體澆注到事先準(zhǔn)備好的模具中，控制此合金熔體用量，使其正好填滿活塞頂部模具型腔。(4)在用于制備活塞頂部的合金的溫度為550-600°C時(shí)，把用于制備活塞裙部的合金熔體澆注到活塞模具中，然后施壓，擠壓壓力為10-20MPa，保壓時(shí)間1-5分鐘。( 在活塞裙部合金熔體擠壓入模具之后， 立即用水冷卻活塞模具0. 5-ls，之后采用常規(guī)的自然冷卻，活塞的頂部和裙部通過兩種合金結(jié)晶潛熱冶金結(jié)合到一起，制得復(fù)合式活塞毛坯。水冷使得兩種合金在界面結(jié)合處形成的脆性Mg-Al金屬間化合物層盡可能的薄，避免了界面脆化；之后的自然冷卻一方面可以利用合金自身的結(jié)晶潛熱加快Mg、Al原子的相互擴(kuò)散，形成對(duì)界面結(jié)合有利的擴(kuò)散層，另一方面也避免了由于冷卻速率過快造成的較大的殘余應(yīng)力。本實(shí)施例所獲得的復(fù)合式活塞，在活塞頂部達(dá)到與全鋁硅合金活塞相近的性能的同時(shí)，比全鋁硅合金的活塞減重約8%。由于其輕量化明顯，特別適用于對(duì)油耗，排放以及乘坐舒適性要求較高的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。實(shí)施例4重力鑄造高稀土含量耐熱鎂合金頂普通耐熱鎂合金裙復(fù)合式活塞?；钊敳克貌牧蠟楦呦⊥梁磕蜔徭V合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd:4-8%， Zn :0. 5-2%, & :0. 2-0.6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成?；钊共克貌牧蠟槠胀蜔徭V合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si :0-5%, Ca 0-5%, Al 0-5%, Zn: 0-6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此實(shí)施例的具體步驟為(1)制得上述兩種合金熔體，準(zhǔn)備澆注。其中用于制備活塞頂部的合金熔體的澆注溫度為730-780°C，用于制備活塞裙部的合金的澆注溫度為720-760°C。( 澆注時(shí)，采用重力鑄造方法，將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注滿活塞模具頂部型腔。(3)把用于制備活塞頂部的合金熔體澆入事先準(zhǔn)備好的模具中，控制此合金熔體用量，使其正好填滿活塞頂部模具型腔。(4)在用于制備活塞頂部的合金溫度為M0-580°C時(shí)，把用于制備活塞裙部的合金熔體澆入活塞模具中。( 在活塞裙部合金熔體澆入模具之后，采用常規(guī)的自然冷卻模具，活塞的頂部和裙部通過兩種合金結(jié)晶潛熱冶金結(jié)合到一起，制得復(fù)合式活塞毛坯。本實(shí)施例所獲得的復(fù)合式活塞，在活塞頂部達(dá)到與高稀土含量耐熱鎂合金活塞相近的性能的同時(shí)，比全高稀土含量耐熱鎂合金活塞節(jié)約成本約10%，同時(shí)比全鋁合金活塞減輕重量約30%。由于其輕量化極為明顯，特別適用于對(duì)減重有特殊要求的高端發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。實(shí)施例5擠壓鑄造高稀土含量耐熱鎂合金頂普通耐熱鎂合金裙復(fù)合式活塞。活塞頂部所用材料為高稀土含量耐熱鎂合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd:4-8%， Zn :0. 5-2%, & :0. 2-0.6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成?；钊共克貌牧蠟槠胀蜔徭V合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si :0-5%, Ca 0-5%, Al 0-5%, Zn: 0-6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。此實(shí)施例的具體步驟為(1)制得上述兩種合金熔體，準(zhǔn)備澆注。其中用于制備活塞頂部的合金熔體的澆注溫度為710-760°C，用于制備活塞裙部的合金熔體的澆注溫度為700-740°C。( 澆注時(shí)，采用擠壓鑄造方法，將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方。( 把用于制備活塞頂部的合金熔體澆注入事先準(zhǔn)備好的模具中，控制此合金熔體用量，使其正好填滿活塞頂部模具型腔。(4)在用于制備活塞頂部的合金溫度為540-580°C時(shí)，把用于制備活塞裙部的合金熔體澆注入活塞模具中，然后施壓，擠壓壓力為10-20MPa，保壓時(shí)間1-5分鐘。( 在活塞裙部合金熔體擠壓入模具之后， 采用常規(guī)的自然冷卻模具，活塞的頂部和裙部通過兩種合金結(jié)晶潛熱冶金結(jié)合到一起，制得復(fù)合式活塞毛坯。本實(shí)施例所獲得的復(fù)合式活塞，在活塞頂部達(dá)到與高稀土含量耐熱鎂合金活塞相近的性能的同時(shí)，比全高稀土含量耐熱鎂合金活塞節(jié)約成本約10%，同時(shí)比全鋁合金活塞減輕重量約30%。由于其輕量化極為明顯，特別適用于對(duì)減重有特殊要求的高端發(fā)動(dòng)機(jī)活塞。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征在于，采用鑄鋼、AC9B過共晶鋁硅合金、AC8A共晶鋁硅合金、高稀土含量耐熱鎂合金、耐熱稀土鎂合金或其金屬基復(fù)合材料的熔體作為活塞頂部熔體，采用AC8A共晶鋁硅合金、耐熱稀土鎂合金、普通耐熱鎂合金或其金屬基復(fù)合材料的熔體作為活塞裙部熔體且活塞裙部熔體和活塞頂部熔體采用不同的材質(zhì)，將兩種熔體采用重力鑄造方法或采用擠壓鑄造方法制得復(fù)合式活塞毛坯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的活塞頂部熔體的溫度為710-1610°C ；所述的活塞裙部熔體的溫度為700-780°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的重力鑄造方法是指將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注滿活塞模具頂部型腔；然后當(dāng)活塞頂部熔體溫度為M0-1450°C 時(shí)，將活塞裙部熔體澆入活塞模具裙部中；最后采用水冷卻和/或自然冷卻，制得復(fù)合式活塞毛坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的擠壓鑄造方法是指將活塞模具頂部向下和置于鑄型底部、活塞模具裙部向上和置于活塞的上方，將活塞頂部熔體澆注到活塞模具頂部?jī)?nèi)；然后當(dāng)活塞頂部熔體的溫度為M0-1450°C 時(shí)，把活塞裙部熔體澆注到活塞模具裙部中，然后施壓，擠壓壓力為10-20MPa并保壓1-5分鐘；最后采用水冷卻和/或自然冷卻，制得復(fù)合式活塞毛坯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的鑄鋼的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有C :0. 5-0.8%, Si 3%, Mn 以下，S :0. 2%以下，Ni :10% 下，Cr =7-10%, Cu 以下，Nb :0. 05-8%，剩余部分由鐵以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的 AC8A共晶鋁硅合金的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有Cu 0. 8-1. 3%, Si =11-13%,Mg :0. 47-1. 30%, Zn 0. 1%, Fe :0. 8%, Mn 0. 1%, Ni 1. 0-2. 5%, Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的 AC9B過共晶鋁硅合金的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有Cu 0. 5-1. l%,Si =19-20%,Mg :0. 5-1. 5%, Zn :0. 2%, Fe 0. 8%, Mn 0. 5%, Ni :0. 5-1. 5%, Ti :0. 2%，剩余部分由鋁以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的耐熱稀土鎂合金的成分以質(zhì)量％計(jì)，含有Gd =10-12%,Y :2-4%,Zn :0. 5-2%,Zr :0. 2-0. 6%, 剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的高稀土含量耐熱鎂合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Y :12-14%，含有Gd :4-8%, Zn 0. 5-2%, Zr 0. 2-0. 6%，剩余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，其特征是，所述的普通耐熱鎂合金，其成分為，以質(zhì)量％計(jì)，含有Si :0-5%, Ca :0-5%, Al :0-5%, Zn :0-6%, 余部分由鎂以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
全文摘要
一種汽車制造技術(shù)領(lǐng)域的內(nèi)燃機(jī)用復(fù)合式活塞毛坯的制造方法，采用鑄鋼、AC9B過共晶鋁硅合金、AC8A共晶鋁硅合金、高稀土含量耐熱鎂合金、耐熱稀土鎂合金或其金屬基復(fù)合材料的熔體作為活塞頂部熔體，采用AC8A共晶鋁硅合金、耐熱稀土鎂合金、普通耐熱鎂合金或其金屬基復(fù)合材料的熔體作為活塞裙部熔體且活塞裙部熔體和活塞頂部熔體采用不同的材質(zhì)，將兩種熔體采用重力鑄造方法或采用擠壓鑄造方法制得復(fù)合式活塞毛坯。本發(fā)明制造成品能夠同時(shí)滿足增加強(qiáng)度、減輕重量以及降低成本的要求。
文檔編號(hào)B22D19/16GK102205409SQ20111010794
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者尹冬弟, 王渠東 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)