[发明专利]低温严寒区域使用的铝活塞耐磨镶环

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机使用的铝活塞耐磨镶环，可在低温严寒区域使用，属于工业技术领域。

背景技术

现在各国使用的铝活塞耐磨镶环的材质为高镍奥氏体铸铁，绝大多数采用离心铸造制备筒状毛坯，然后机加工制成，其材质为国际标准ISO 2892-1973。具体牌号为L-Ni Cu Cr1562，其他国家的标准大同小异。

使用此牌号材质生产的耐磨镶环在低温严寒区域使用时，特别是在-40℃--50℃条件下使用时易产生奥氏体向马氏体的相变，使之体积膨胀，应力增加，严重者卡住活塞环，产生拉缸，活塞环折断，从而发生活塞断裂掉头。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低温严寒区域使用的铝活塞耐磨镶环，使用温度可低达-50℃，而且在使用时不产生相变，不发生断裂，从而保证了内燃机活塞在严寒低温区域的正常工作。

所述的低温严寒区域使用的铝活塞耐磨镶环的制备方法，包括熔炼、浇注、粗加工和精加工，其特点在于：

在粗加工和精加工之间增加冷处理工艺，冷处理工艺是将经过粗加工的铝活塞耐磨镶环置于冷处理设备内，以0.5～1℃/min的速度降至-40℃～-50℃，并在此温度冷处理2～4小时，再使铝活塞耐磨镶环的温度自然回升到室温，在室温下保持至少24小时后再进行精加工。

所述的铝活塞耐磨镶环的化学成分重量百分组成如下：C≤2.7；Si 2.4～2.8；Mn 0.9～1.5；Ni 15.5～17；Cr 1.4～2；Cu 6.5～8；S＜0.02；P＜0.025；余量为Fe和不可避免的杂质。

具体工艺如下：

(1)熔炼：用常规方法电炉熔炼，使金属液达到上述标准要求；

(2)浇注：采用离心铸造方法制造毛坯；

(3)粗加工：进行粗加工；

(4)冷处理：将粗加工后的铝活塞耐磨镶环置于冷处理设备内，以0.5～1℃/min的速度降至-40℃～-50℃，并在此温度冷处理2～4小时，移出使其自然到室温，在室温下保持至少24小时后进行精加工。

(5)精加工：将步骤(4)冷处理后的铝活塞耐磨镶环进行精加工，达到图纸要求。

本发明的技术要点是对铝活塞耐磨镶环进行冷处理，这在以前的技术标准和要求中从来没有的，目前也未见到相关的专利和文献。

本发明原理是：

使用耐磨镶环活塞的内燃机，在常温下工作时表现出优良的性能，但是当这种内燃机在严寒地区工作时，耐磨镶环会发生折断，活塞被拉坏甚至头部断裂，以至于打坏发动机气缸的情况，经过现场分析及实物检测发现，是因为活塞环被卡死在耐磨镶环的环槽内，使活塞环不能在环槽内自由运动所致。金相分析发现，奥氏体铸铁在由常温降到低温时(如-40℃)，其组织会发生部分相变，体积有所增大，使耐磨镶环的环槽变窄，而活塞环的材料合金铸铁或球墨铸铁却不发生体积变化。所以在严寒地区使用时，就常会发生耐磨镶环环槽咬死活塞环的情况。如果预先将耐磨镶环在-40℃下放置一段时间，让其充分相变后再铸入活塞，就不会发生上述活塞被卡死的情况。

耐磨镶环以比在预定工作区域的温度下低5℃的温度进行冷处理(比如某区域最低平均温度为-40℃则冷处理的温度为-45℃)，使之在此温度条件下将可能发生的奥氏体向马氏体转变，导致体积变化和内应力加大，在冷处理时就提前充分表现出来，使其以后在此严寒低温下工作时不再发生此种变化，保证工作正常。本发明中冷处理温度为-40℃～-50℃，只要是经过此温度的冷处理，在高于此温度的地方都可使用，例如-20℃也可以使用，当然也可以实现个性化定制，即将冷处理温度定在-25℃，这样也可以。

本发明的有益效果如下：

本发明通过对耐磨镶圈进行冷处理，使之可以在低温严寒条件下正常使用，减少了故障发生、增加了设备可靠性且提高了经济效益。

附图说明

图1是本发明冷处理工艺曲线图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

所述的低温严寒区域使用的铝活塞耐磨镶环的制备方法如下：

(1)熔炼：用常规方法电炉熔炼，使金属液达到上述标准要求；

(2)浇注：采用离心铸造方法制造毛坯；

(3)粗加工：进行粗加工；

(4)冷处理：将粗加工后的铝活塞耐磨镶环置于冷处理设备内，以0.5℃/min的速度降至-40℃，并在此温度冷处理4小时，移出使其自然到室温，在室温下保持24小时进行精加工。