提高铸造活塞裙强度的方法.pdf

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1、《大型铸锻件》No．4HEAVYCASTINGANDFORGINGJuly2013提高铸造活塞裙强度的方法王斌郑Y-~,l(1．武汉理工大学能动学院，湖北430063；2．武汉理工大学工程训练中心，湖北430063)摘要：文章从新型铸造方法、热加工工艺和新的铸造材料等方面入手研究提高活塞裙强度的方法。关键词：活塞裙；强度；材料；工艺中图分类号：TG249．2文献标识码：ATheMethodofImprovingtheStrengthofCastingPistonSkirtWangBin，ZhengWeigangAbstra

2、ct：Thispaperresearchesthemethodtoimprovethestrengthofpistonskirtinaspectsofnewcastingmeth—od．hotworkingtechnologyandnewcastingmateria1．Keywords：pistonskia；strength；material；technology．实现活塞裙高强度的手段有很多，文章从铸表1各类挤压铸造合金的典型力学性能比较Table1Comparisonofthetypicalmechanical造技术、

3、热处理工艺及铸造材料等方面人手，对提propertiesofvarioussqueezecastingalloy高铸造活塞裙强度的合适途径进行探讨。类别牌号R／MPaA(％)1提高活塞裙强度的方法Al—Si—My系铸造合金ZL1O125215．0A1．Si—cu系铸造合金ZL10535811．31．1采用新型铸造技术A1cu系铸造合金ZL2O148516．7A1一Mg—Si—Cu系变形合金2B5O38013．0活塞的铸造方法有：熔模铸造、重力金属型铸造、低压铸造、差压(反压)铸造、挤压铸造、离心铸造、半固态成形和磁流铸造等

4、。目前Al—si活塞产品多采用重力金属型铸造(中国)、低压铸造(中国的保温冒口低压铸造铝活塞)、挤压铸造(日本)和半固态成形技术(美国、欧洲和Ft本等发达国家)。熔模铸造是一种先进的铸造工艺方法，是少切削无切削加工工艺的重要组成部分。无论是民图1固溶热处理温度对常温力学性能的影响Figure1Theinfluenceofsolutionheattreatment用工业还是国防工业都广泛地应用熔模铸造方法temperatureonthemechanicalpropertiesatroomtemperature来生产精密铸件，

5、铸件的尺寸精度和表面光洁度1．2热处理强化都较高。应用这一方法可以铸造各种合金(特别现代活塞一般都为钢顶铝裙，就是为了减小是难于机加工的耐热合金)和形状复杂的铸件。往复惯性力，从而减少曲轴的负荷。而铝合金的低压铸造凭借经济性好、生产率高、充型能力强度和硬度较低，为了能起到合适的支撑和导向强和可控性高等很多优点而被广泛用于活塞铸造作用必须对铝合金实施热处理以达到薄臂强背的领域。挤压铸造是使液态或半固态金属在高压下目的。热处理强化主要分为传统工艺和现代工充型和凝固的精确成形铸造技术，最近几年有较艺，传统工艺主要是增加其对位错运

6、动的抗力，强快的发展，产品品种不断地增多⋯。挤压铸造经化机制主要有弥散强化、固溶强化、沉淀强化、细时效处理能达到较高的力学性能，强度和刚度明晶强化、形变强化等。常采用的手段为淬火、退显提高。表l为各类挤压铸造合金的典型力学性火、固溶热处理等。下图为固溶热处理温度对常能比较。温力学性能的影响J。现代工艺主要为微弧氧化技术，铝合金经表收稿日期：20l2一l2一l3作者简介：王斌(199O一)男，研究方向为轮机工程、热加工工艺。面微弧氧化热处理以后，硬度和强度明显增强，在郑卫刚(1967一)男，技师，主要研究方向为机电技术。合金

7、体表面覆盖了抗蚀、耐磨的氧化物陶瓷薄膜，43No．4《大型铸锻件》July2013HEAVYCASTINGANDFORGING获得广泛应用。微弧氧化又称微等离子体氧表2不同的铝基复合材料的力学-性能Table2Themechanicalpropertiesofdiferent化，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、aluminummatrixcomposites钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高增强相增强相含量拉伸强度弹性模量压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜(vo1％)／MPa／GPa层。铝合金微弧

8、氧化生成以A10为主的陶瓷A12O3／A1-1．5Mg2O23097SiC／Al_4Cu1547293膜，且与基体紧密结合，故其硬度和耐磨性比基体SiCP／ZL1O120375102合金显著提高。由于微弧氧化膜具有比基体合金更高的硬度和弹性模量，且与基体冶金结合，表3活塞裙常用铝基复合材料对基体合金拉伸