一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒捌溲b置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒疤幚硌b置，包括如下步驟：出爐后25秒內(nèi)將熱處理筐放入淬火裝置中，使活塞銷孔中心線以下部位進(jìn)行淬水，水溫要求40℃-60℃，淬水時(shí)間為4-7min；同時(shí)，熱處理筐上面有自上而下的下吹風(fēng)對(duì)活塞頭部進(jìn)行水霧風(fēng)冷。所述熱處理筐為圓筐，在淬水熱處理筐的上面有可移動(dòng)的下吹風(fēng)裝置。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：1、活塞機(jī)械性能得到提高，2、活塞耐磨鑲?cè)εc鋁活塞本體的粘結(jié)面積率得到提高。
【專利說(shuō)明】一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒捌溲b置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及鋁合金活塞熱處理方法，具體為一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒捌溲b置。 [0002]【背景技術(shù)】:
鋁合金材料鑲?cè)钊拇慊鹄鋮s在制造鋁活塞過(guò)程中是技術(shù)難度較大的一個(gè)過(guò)程，它直接影響鋁活塞的最終性能和鑲?cè)φ辰Y(jié)面積率。鋁活塞淬火時(shí)固溶處理效果好，就能夠充分保證了活塞的高性能，并能夠發(fā)揮活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的最大作用。
[0003]高銅鋁合金鑲?cè)钊麩崽幚憩F(xiàn)狀:
鋁合金活塞通常采用淬火+人工時(shí)效處理。淬火方式有鑄造余熱淬火和鑄造完成后重新加熱淬火。鋁合金鑲?cè)钊蠖鄶?shù)是增壓柴油機(jī)活塞，鑲?cè)φ辰Y(jié)面積率的好壞直接影響活塞在發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。目前，鋁合金鑲?cè)钊荒懿捎描T造后余熱淬火，如整體采用重新加熱后淬火，將會(huì)對(duì)鑲?cè)φ辰Y(jié)面積率產(chǎn)生很大影響。鋁合金鑲?cè)钊妮^好余熱淬火熱處理方法是將活塞銷孔中心線以下部分淬水處理，活塞頭部采用自然冷卻。這種處理方式，能克服活塞全部淬水造成的鑲?cè)εc活塞粘結(jié)面積率低的問(wèn)題，但也存在活塞頭部硬度及強(qiáng)度都較低的問(wèn)題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有鋁合金鑲?cè)钊麩崽幚砉に囘M(jìn)行改進(jìn)，既能提高鑲?cè)εc活塞本體的粘結(jié)面積率又能提高活塞頭部硬度及強(qiáng)度。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒?，包括如下步驟:
a、將活塞毛坯排列放置在熱處理筐中；
b、將熱處理筐放入電阻爐中加熱至420°C±5°C，恒溫3小時(shí)以上，再加溫至5000C ±5°C，恒溫2小時(shí)以上；
C、出爐后25秒內(nèi)將熱處理筐放入淬火裝置中，使活塞銷孔中心線以下部位進(jìn)行淬水，水溫要求40°C _60°C，淬水時(shí)間為4-7min ;同時(shí)，熱處理筐上面有自上而下的下吹風(fēng)對(duì)活塞頭部進(jìn)行水霧風(fēng)冷。
[0006]d、將淬水后的活塞毛坯進(jìn)行自然時(shí)效24小時(shí)以上；
e、將自然時(shí)效后的活塞毛坯進(jìn)行人工時(shí)效處理:將活塞毛坯加溫至180°C±5°C，恒溫3小時(shí)以上，再加溫至230°C ±5°C，恒溫3小時(shí)以上；
f、活塞毛坯經(jīng)人工時(shí)效熱處理后，在空氣中自然冷卻至室溫。
[0007]一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚硌b置，包括淬水池，在淬水池放置一懸置的熱處理筐，框內(nèi)設(shè)置可供多個(gè)工裝平行排放的空間，活塞放置在工裝內(nèi)，在熱處理筐的上面有可移動(dòng)的下吹風(fēng)裝置。
[0008]所述下吹風(fēng)裝置為一臺(tái)下吹風(fēng)電扇，該電扇懸吊在一可移動(dòng)門架上，工作狀態(tài)下，電扇正對(duì)熱處理筐的上面。
[0009]所述的熱處理筐為圓形。[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1、活塞機(jī)械性能得到提高。a)、現(xiàn)有技術(shù)鋁合金活塞工藝性能要求:硬度HBW100-130，同一只活塞硬度差不大于10個(gè)布氏單位，同一爐活塞硬度不大于15個(gè)布氏單位；抗拉強(qiáng)度=Rm (常溫)≥ 23OMPa, Rm (350℃)≥ 8OMPa,體積穩(wěn)定性:δ ^ 0.025%D。
[0011]b)、本發(fā)明熱處理的活塞性能測(cè)試結(jié)果如下:硬度HBW110-125，抗拉強(qiáng)度:Rm(常溫)=270MPa, Rm (35crc)=102MPa ;線膨脹系數(shù):α (常溫_20(rc)=18.5Χ 10 6m/mk, α (常溫-300-c)=20.5X 10_6m/mk ;體積穩(wěn)定性:δ≤0.015%D。可見(jiàn)，采用頭部水霧風(fēng)冷、銷孔中心線以下部位水冷的特殊雙向固溶處理辦法能夠滿足活塞特殊性能的要求。
[0012]2、活塞耐磨鑲?cè)εc鋁活塞本體的粘結(jié)面積率得到提高。a)、現(xiàn)有技術(shù)活塞耐磨鑲?cè)εc鋁活塞本體的粘結(jié)面積率標(biāo)準(zhǔn):增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不小于93%。
[0013]b)、經(jīng)本發(fā)明熱處理得到增壓發(fā)動(dòng)機(jī)活塞耐磨鑲?cè)εc鋁活塞本體的粘結(jié)面積率>95%以上。
[0014]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1是本發(fā)明淬水裝置結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明熱處理工藝曲線圖。
[0015]1.活塞毛坯，2.工裝，3.熱處理筐，4.鋼構(gòu)熱處理池，5.框架式可移動(dòng)交流散熱風(fēng)扇。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的特點(diǎn)是將結(jié)合【具體實(shí)施方式】加以進(jìn)一步闡述。
[0017]一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒ǎㄈ缦虏襟E:
a、將活塞毛坯排列放置在熱處理筐中；
b、將熱處理筐放入電阻爐中加熱至420°C±5°C，恒溫3小時(shí)，再加溫至500°C ±5°C，恒溫2小時(shí)；
C、出爐后25秒內(nèi)將熱處理筐放入淬火裝置中，使活塞銷孔中心線以下部位進(jìn)行淬水，水溫要求40°C _60°C，淬水時(shí)間為4-7min ;同時(shí)，熱處理筐上面有自上而下的下吹風(fēng)對(duì)活塞頭部進(jìn)行水霧風(fēng)冷；
d、將淬水后的活塞毛坯進(jìn)行自然時(shí)效24小時(shí)；
e、將自然時(shí)效后的活塞毛坯進(jìn)行人工時(shí)效處理:將活塞毛坯加溫至180°C±5°C，恒溫3小時(shí)，再加溫至230°C ±5°C，恒溫3小時(shí)；
f、活塞毛坯經(jīng)人工時(shí)效熱處理后，在空氣中自然冷卻至室溫。
[0018]所述的淬水處理步驟中所使用的熱處理裝置結(jié)構(gòu)為:所述熱處理筐為圓筐，在淬水熱處理筐的上面有可移動(dòng)的下吹風(fēng)裝置。
[0019]所述下吹風(fēng)裝置為在一活動(dòng)門架的頂部設(shè)置一臺(tái)下吹風(fēng)電扇，工作狀態(tài)下，下吹風(fēng)電扇正對(duì)熱處理筐的上面。
[0020]鋁合金在熱處理淬火冷卻過(guò)程中，根據(jù)鋁合金的自身的特點(diǎn)，在熱處理淬火過(guò)程中具有以下特點(diǎn):1)鋁合金活塞材料熱傳導(dǎo)快，所以鋁合金活塞在淬火過(guò)程時(shí)降溫速度快才能保證鋁合金的固溶強(qiáng)化效果，保證時(shí)效處理后活塞的綜合性能；2)鋁合金活塞形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其裙部、銷孔座、頂部壁厚差較大，采取鑄造余熱淬火的活塞各個(gè)部位溫差比較大；3)鋁合金活塞加熱后進(jìn)行淬火冷卻過(guò)程中轉(zhuǎn)移到冷卻介質(zhì)中的速度要快，避免固溶體在早期發(fā)生分解，影響其活塞的強(qiáng)化性能。
[0021]高銅鋁合金鑲?cè)钊念^部水霧風(fēng)冷、銷孔中心線以下部位水冷的特殊雙向固溶處理方法是一種新的活塞淬火冷卻方式，采用專用淬火裝置，能夠很好的解決鋁合金活塞的淬火，同時(shí)能夠很好的解決鑲?cè)φ辰Y(jié)面積率。
[0022]參見(jiàn)圖1，一種鋁合金活塞頭部水霧風(fēng)冷、銷孔中心線以下部位水冷的特殊雙向固溶處理裝置，其結(jié)構(gòu)為:將活塞毛坯I放到工裝2上，在活塞毛坯淬火時(shí)，將熱處理筐3通過(guò)行車放入到鋼構(gòu)熱處理池(即淬水池)4中，通過(guò)開(kāi)動(dòng)框架式可移動(dòng)交流散熱風(fēng)扇5，對(duì)活塞毛坯頭部水霧風(fēng)冷， 銷孔中心線以下部位淬火。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚矸椒?，包括如下步驟: a、將活塞毛坯排列放置在熱處理筐中； b、將熱處理筐放入電阻爐中加熱至420°C±5°C，恒溫3小時(shí)以上，再加溫至5000C ±5°C，恒溫2小時(shí)以上； C、出爐后25秒內(nèi)將熱處理筐放入淬火裝置中，使活塞銷孔中心線以下部位進(jìn)行淬水，水溫要求40°C _60°C，淬水時(shí)間為4-7min ;同時(shí)，熱處理筐上面有自上而下的下吹風(fēng)對(duì)活塞頭部進(jìn)行水霧風(fēng)冷； d、將淬水后的活塞毛坯進(jìn)行自然時(shí)效24小時(shí)以上； e、將自然時(shí)效后的活塞毛坯進(jìn)行人工時(shí)效處理:將活塞毛坯加溫至180°C±5°C，恒溫3小時(shí)以上，再加溫至230°C ±5°C，恒溫3小時(shí)以上； f、活塞毛坯經(jīng)人工時(shí)效熱處理后，在空氣中自然冷卻至室溫。
2.—種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚硌b置，應(yīng)用于權(quán)利要求1所述的淬水處理步驟中，其特征在于其結(jié)構(gòu)為:所述熱處理筐為圓筐，在淬水熱處理筐的上面有可移動(dòng)的下吹風(fēng)裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚硌b置，其特征在于所述下吹風(fēng)裝置為在一活動(dòng)門架的頂部設(shè)置一臺(tái)下吹風(fēng)電扇，工作狀態(tài)下，下吹風(fēng)電扇正對(duì)熱處理筐的上面。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種鋁合金鑲?cè)钊臒崽幚硌b置，其特征在于所述的熱處理筐為圓形。
【文檔編號(hào)】C21D1/613GK103602793SQ201310603608
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】顏君衡, 夏峰, 顏魯濱, 孔長(zhǎng)青, 孔令奇 申請(qǐng)人:曲阜金皇活塞股份有限公司