一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞的制作方法
【專利摘要】一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，包括活塞體及頂部的燃燒室，在燃燒室底部圓弧角處有一環(huán)形重熔強化層，重熔強化層的橫截面為圓弧形；活塞燃燒室的底部圓弧角處重熔處理后，強化環(huán)形區(qū)的金相組織初晶硅相和金屬間相的顆粒尺寸為基體未重熔部位的顆粒尺寸的1/4～1/10，使活塞抗熱疲勞的強度提高，更可靠地承擔發(fā)動機工作時產(chǎn)生的機械負荷和熱負荷，抗熱疲勞試驗結(jié)果表明強化環(huán)形區(qū)可提高約2～5倍的抗熱疲勞壽命，在實際使用中使用壽命大大提高。
【專利說明】一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鋁合金活塞，尤其是一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞。
【背景技術】
[0002]天然氣是一種新型清潔燃料，天然氣發(fā)動機作為一種新型能源發(fā)動機，其經(jīng)濟性好，排放污染物少，是實現(xiàn)汽車節(jié)能減排的重要舉措。目前，天然氣發(fā)動機活塞材料主要是采用鋁硅合金，活塞燃燒室結(jié)構一般為碗型結(jié)構?；钊鳛榘l(fā)動機核心關鍵零部件之一，其強化程度往往制約著發(fā)動機的強化程度以及發(fā)動機的經(jīng)濟性，為進一步提高天然氣發(fā)動機的經(jīng)濟性和減少排放，天然氣發(fā)動機采用缸內(nèi)直噴、高壓電控噴射等先進技術來強化發(fā)動機，提升發(fā)動機的性能。發(fā)動機的強化，使活塞在更惡劣的環(huán)境和條件下工作，導致活塞碗型燃燒室底部圓弧角處破裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是提出一種重熔強化的天然氣鋁合金活塞，提高了天然氣發(fā)動機活塞碗型燃燒室碗底圓弧角處的疲勞強度。
[0004]本實用新型所采用的技術方案是:一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，包括活塞體及頂部的燃燒室，其特征在于:在燃燒室底部圓弧角處設有一環(huán)形重熔強化層，重熔強化層的橫截面為圓弧形。
[0005]對上述技術方案的進一步的限定，所述重熔強化層的深度C，C為2、mm。
[0006]對上述技術方案的進一步的限定，所述重熔強化層的徑向?qū)挾萕，W為2?10mm。
[0007]對上述技術方案的進一步的限定，所述重熔強化層的軸向高度H，H為2?10mm。
[0008]有益效果:活塞燃燒室的底部圓弧角處重熔處理后，重熔強化層的金相組織初晶硅相和金屬間相的顆粒尺寸為基體未重熔部位的顆粒尺寸的1/4?1/10，使活塞抗熱疲勞的強度提高，更可靠地承擔發(fā)動機工作時產(chǎn)生的機械負荷和熱負荷，抗熱疲勞試驗結(jié)果表明強化環(huán)形區(qū)可提高約2?5倍的抗熱疲勞壽命，在實際使用中使用壽命大大提高；重熔強化層的橫截面為圓弧形，可將分布在其邊緣部位的內(nèi)應力得到均勻化的分布，內(nèi)應力不會集中在零件的邊緣尖處使其產(chǎn)生裂紋。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的主視圖。
[0010]圖2是本實用新型的俯視圖。
[0011]圖中I是活塞體，2是燃燒室，3是重熔強化層，C是重熔強化層的深度，W是重熔強化層的徑向?qū)挾?，H是重熔強化層的軸向高度。
【具體實施方式】[0012]如圖1和2所示，一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，包括活塞體及頂部的燃燒室，在燃燒室底部圓弧角處設有一環(huán)形重熔強化層，重熔強化層的橫截面為圓弧形；所述重熔強化層的深度C，C為2?9mm ;所述重熔強化層的徑向?qū)挾萕，W為2?10mm ;所述重熔強化層的軸向高度H，H為2?10mm。
[0013]一種重熔強化天然氣發(fā)動機鋁合金活塞的方法，具體步驟為:(1)、預處理:把粗加工完成的活塞毛坯進行清洗、除油、除銹處理，然后在50?150°C下保溫處理0.5?1.5小時；(2)、重熔處理:采用鎢極氬弧焊方法對活塞燃燒室底部圓弧角處進行重熔處理，處理時將焊槍固定，使鎢極對準活塞燃燒室底部圓弧角處，活塞旋轉(zhuǎn)，將轉(zhuǎn)速控制在0.28?
0.58rpm,同時將鎢極電流控制在100?350安培，以獲得所需的重熔層深度，并采取空氣自然冷卻；(3)、重熔后精加工:將重熔處理的活塞進行精加工獲得成品，重熔層的深度為3?8mm,徑向?qū)挾葹??9mm,軸向高度為3、mm ;重熔層的初晶娃相和金屬間相的顆粒尺寸為基體未重熔部位的顆粒尺寸的1/4?1/10，重熔層的硬度相對于未重熔部位的硬度提高約50%，重熔層硬度不低于150HV。
[0014]所述步驟(2 )中，重熔處理方式還有激光重熔強化和高能電子束重熔強化等工藝。
【權利要求】
1.一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，包括活塞體及頂部的燃燒室，其特征在于:在燃燒室底部圓弧角處設有一環(huán)形重熔強化層，重熔強化層的橫截面為圓弧形。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，其特征在于:所述重熔強化層的深度C，C為2?9mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，其特征在于:所述重熔強化層的徑向?qū)挾萕，W為2?10mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種重熔強化的天然氣發(fā)動機鋁合金活塞，其特征在于:所述重熔強化層的軸向高度H，H為2?10mm。
【文檔編號】F02F3/14GK203532086SQ201320602851
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權日:2013年9月29日
【發(fā)明者】袁國民, 鄭思樂, 范海民, 趙敏, 岳濟, 余鑫 申請人:東風活塞軸瓦有限公司