[发明专利]一种新型活塞及其制作方法

说明书

本发明提供了一种新型活塞及其制作方法，其包括活塞本体和活塞头，所述活塞头嵌设于活塞本体的端部，所述活塞头的内侧轴向端面和外侧轴向端面上分别设有热塑性聚酰亚胺层和陶瓷涂层。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：1、该种活塞结构简单，没有活塞环，结构更加简单，性能更加可靠；2、本发明的活塞更轻，使得发动机的传动效率更高；3、本发明比活塞环结构更加耐磨，摩擦系数更低；寿命更长；4、本发明采用特种的改性的热塑性聚酰亚胺；在250℃以下，尺寸稳定，线性膨胀系数与铝合金保持一致。

技术领域

本发明涉及一种新型活塞及其制作方法，属于汽车及其他发动机活塞领域。

背景技术

随着科技的飞速发展，各种新材料也在发动机设计中越来越多的应用，随着和用户要求的提高、与汽车生产商排放标准的提高；发动机必然要求向着高转速、高功率和低拍排放的方向不断发展。活塞作为发动机的心脏，他是发动机最重要的部件之一；如何降低活塞的质量，提高活塞的耐磨性、降低活塞与活塞缸的摩擦系数、以及提高活塞的使用寿命具有重要的意义。

目前，传统的活塞大部分采用Al-Si材质的活塞本体+活塞环来生产活塞组件(如图1所示)；其结构复杂，加工繁琐，耐磨性能较差，使用寿命短。

发明内容

为解决现有技术存在的结构复杂、加工繁琐、性能差、且使用寿命短的缺陷，本发明提供一种新型活塞及其加工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型活塞，其包括活塞本体和活塞头，所述活塞头嵌设于活塞本体的端部，所述活塞头的内侧轴向端面和外侧轴向端面上分别设有热塑性聚酰亚胺层和陶瓷涂层。

作为优选方案，所述活塞本体由热塑性聚酰亚胺注塑而成。

作为优选方案，所述活塞头的材料为纯铝。

一种如前述的新型活塞的制作方法，其包括如下步骤：

制作活塞头，并在所述活塞头的内侧轴向端面和外侧轴向端面上分别喷涂热塑性聚酰亚胺涂层和陶瓷涂层，得到嵌件；

将所述嵌件放入注塑模具中，向所述注塑模具内注塑热塑性聚酰亚胺树脂，得到毛坯；

去除所述毛坯的料头后，将毛坯的外径尺寸进行加工；

清理表面油污和飞边，得到所述新型活塞。

作为优选方案，所述活塞头的制作方法为车加工的方法。

作为优选方案，在所述热塑性聚酰亚胺树脂的注塑中，将嵌件加热至200～250℃，同时将注塑模具预热至200～250℃，热塑性聚酰亚胺料筒预热至400～500℃。

作为优选方案，所述热塑性聚酰亚胺树脂中还含有碳纤维和固体润滑剂，所述热塑性聚酰亚胺树脂、碳纤维和固体润滑剂的重量份数分别为：100份、15～30份和0～5份。

作为优选方案，所述固体润滑剂选自二硫化钼和聚四氟乙烯中的一种或两种。

本发明采用的改性的热塑性聚酰亚胺，为碳纤维与固体润滑剂和热塑性聚酰亚胺改性而成；该种材料在250℃以下具有与铝一样的热膨胀系数；同时，有油的情况下摩擦系数小于或者等于0.04以下；另外该材料具有很高的机械强度。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、该种活塞结构简单，没有活塞环，结构更加简单，性能更加可靠；

2、本发明的活塞更轻，使得发动机的传动效率更高；

3、本发明比活塞环结构更加耐磨，摩擦系数更低；寿命更长。

4、本发明采用特种的改性的热塑性聚酰亚胺；在250℃以下，尺寸稳定，线性膨胀系数与铝合金保持一致。