[发明专利]Al3Ti/Al3Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞及制备方法

权利要求书

1.Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞，该复合活塞包括活塞本体和设在活塞本体端部和环形槽区域表面上的增强耐磨层，所述活塞本体的材料为硅铝合金，其特征在于，所述增强耐磨层的材料为Al₃Ti、Al₃Ni和硅铝合金。

2.如权利要求1所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞，其特征在于，所述增强耐磨层的材料为Al₃Ti颗粒、Al₃Ni颗粒、Al₃Ti颗粒与Al₃Ni颗粒间的硅铝合金。

3.如权利要求1所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞，其特征在于，所述增强耐磨层的厚度为1～5mm。

4.如权利要求1所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞，其特征在于，所述增强耐磨层是用Ti与Ni的摩尔比为（1～10）:（1～10）的钛镍合金丝制备的。

5.如权利要求4所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞，其特征在于，所述钛镍合金丝的直径为50～150μm。

6.如权利要求1至5任一权利要求所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

在活塞模具内壁布置石墨纸，在石墨纸上放置钛镍合金丝网，之后，在电磁场环境下，于活塞模具内浇注硅铝合金熔体，待硅铝合金凝固后，停止施加电磁场，得到半成品；

对半成品进行锻造、热处理、机械加工和打磨处理；

经上述步骤后得到成品。

7.如权利要求6所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞的制备方法，其特征在于，所述钛镍合金丝网为20～100目的钛镍合金丝网。

8.如权利要求6所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞的制备方法，其特征在于，所述电磁场的频率为2000～3000Hz、功率为20～30KW。

9.如权利要求6所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞的制备方法，其特征在于，在硅铝合金开始凝固时，降低电磁场的强度，且在硅铝合金凝固过程中逐渐降低电磁场的功率，待硅铝合金完全凝固时，电磁场的功率降为零。

10.如权利要求6所述的Al₃Ti/Al₃Ni颗粒协同增强硅铝基复合活塞的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）在活塞模具内壁布置一层石墨纸，再将钛镍合金丝网紧贴石墨纸布置；

（2）浇注前开始施加频率为2000～3000Hz、功率为20～30KW的电磁场，先将活塞模具和钛镍合金丝网预热到200～300℃；

然后将熔融的硅铝合金熔体浇注于活塞模具中，浇注温度为700～760℃，硅铝合金熔体流量为5～15Kg/min；

浇注完5～10min后，按3～5KW/min的速率降低电磁场功率，待硅铝合金完全凝固后，停止施加电磁场，得铸造态复合活塞；

（3）将铸造态复合活塞重熔加热至550℃～570℃，然后送入锻模机的锻模型腔内，进行触变锻压处理，得到锻造态复合活塞，锻造时模型腔内预热温度为：100～300℃，锻造变形速度为5～15mm/s；

（4）将锻造态复合活塞在450～500℃条件下处理8～10h，接着在150～200℃条件下处理3～6h；

对经步骤（4）处理后的活塞进行机械加工和打磨，得到Al₃Ti/Al₃Ni两种颗粒协同增强的硅铝基复合活塞。