[实用新型]具有表面隔热层的铝硅合金活塞

说明书

技术领域

本实用新型涉及发动机的活塞，具体涉及一种具有表面隔热层的铝硅合金活塞。

背景技术

目前，发动机所采用的铝硅合金活塞通常表面未做任何改性处理，由于活塞是在混合气燃烧的高温状态下工作，在发动机的汽缸中做高速往复运动，容易出现故障，导致发动机不能正常工作。铝硅合金活塞发生的故障现象主要是：活塞头部顶端表面因燃烧室内混合气燃烧的高热击穿，造成活塞报废；活塞裙部因高热造成拉缸，使汽缸套内表面拉伤，造成汽缸报废；活塞头部边缘因高热产生烧蚀现象；在高热状态下，活塞环与槽部的环槽粘着及抱死现象。这些故障均是因活塞体受热温度过高而形成，由此严重影响了活塞的使用寿命和发动机性能的提高。怎样解决铝硅合金活塞存在的上述问题，长期以来一直困扰着发动机制造业。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种具有表面隔热层的铝硅合金活塞，通过在铝硅合金活塞体表面设置隔热保护膜层，使铝硅合金活塞具有耐高温、耐冲击、抗热粘着及抗磨损的性能，延长铝硅合金活塞的使用寿命。

本实用新型的目的是这样实现的：包括设有头部、槽部、裙部的铝硅合金活塞体，所述铝硅合金活塞体表面设置经微弧氧化处理原位生成的隔热保护膜层，该隔热保护膜层的厚度为0.005～0.04mm。

由于采用上述技术方案，在铝硅合金活塞体表面经微弧氧化处理原位生成隔热保护膜层，使隔热保护膜层的厚度为0.005～0.04mm。由于铝硅合金活塞体表面经微弧氧化处理会形成主要成分为AI₂O₃及镁铝尖晶石、莫来石等热梯度晶相膜层，具有极高的隔热性能，能够降低高热传导，使铝硅合金活塞体的温度不会过度升高；同时，该隔热膜层是经微弧氧化处理原位生成的，具有较强的结合力，使隔热膜层在高温和高摩擦工作环境下也不会从活塞体上脱离；并且由于隔热膜层的厚度为0.005～0.04mm，具有很好的隔热性能和耐磨性能，能够提高铝硅合金活塞的使用寿命。因本铝硅合金活塞表面设置了隔热保护膜层，使本铝硅合金活塞具有以下优点：

(1)耐高温、耐冲击，可承受2000摄氏度高温30秒钟。

(2)膜层致密、均匀、不脱皮；积碳不宜附着，使活塞环运动灵活。

如果只使所述铝硅合金活塞体槽部和头部表面的隔热保护膜层的厚度为0.005～0.008mm，铝硅合金活塞的性能也能大大提高，具体表现在：

(1)在活塞顶部的耐热冲击性能上：用乙炔焰进行顶部灼烧约1分钟，表面膜层完好。

(2)环槽的耐磨性、抗积碳、抗热粘着及抗磨损性能大为提高，在摩托车200～300小时强化试验中，明显优于表面未处理的活塞，其磨损率仅为表面未处理的活塞的1/3～1/5。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为一种活塞的示意图；

图2为图1的A处局部放大的剖面图。

附图中，1为活塞头部，2为槽部，3为裙部，4为隔热膜层。

具体实施方式

参照图1至图3，包括设有头部1、槽部2、裙部3的铝硅合金活塞体，所述铝硅合金活塞体表面设置经微弧氧化处理原位生成的隔热保护膜层4，该隔热保护膜层的厚度为0.005～0.04mm。或者仅在铝硅合金活塞体的槽部2和头部1表面设置经微弧氧化处理原位生成的隔热保护膜层4，铝硅合金活塞体的槽部2和头部1表面的隔热保护膜层的厚度为0.005～0.008mm。

由于本活塞体的材料为铝硅合金，其表面经微弧氧化处理原位生成主要成份为AI₂O₃及镁铝尖晶石、莫来石等热梯度晶相膜层，该热梯度晶相膜层耐高温、耐冲击，形成覆盖在铝硅合金活塞体表面的隔热保护膜层4，该隔热保护膜层4原位生成在铝硅合金活塞体表面，致密、均匀、不脱皮，具有很高的耐磨性、抗积碳性、抗热粘着性。使在高热环境中做高速往复运动的铝硅合金活塞的性能及使用寿命都得到提高。

本铝硅合金活塞的表面微弧氧化处理的过程如下：将铝硅合金活塞体固定在工件挂架上，置于处理槽的电解溶液中，以铝硅合金活塞体作为阳极，处理槽作为阴极，利用主控微弧电器柜产生的电流、电压、频率使铝硅合金活塞体与电解溶液进行电化学反应，通过电化学方法在铝硅合金活塞体表面产生高压放电，在热化学、等离子和电化学的共同作用下，经过一定时间的处理在铝硅合金活塞体表面原位生成隔热保护膜层。其隔热保护膜层的颜色为浅咖啡色，或灰白色，或黑色。