一種發動機活塞鹽芯及制備方法技術

一種發動機活塞鹽芯，其特征在于：所述活塞鹽芯由７０％－８０％的水溶性金屬鹽和２０％－３０％的輔料組成，且水溶性金屬鹽、輔料和澆注金屬三者之間互不反應；鹽的粒度要達到６０－１２０目，輔料的粒度要達到至少２００目。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種發動機活塞鹽芯及制備方法。
技術介紹
隨著發動機柴油化及渦輪增壓技術的應用，其輸出功率越來越高，活塞所承受得熱負荷和機械負荷也在不斷提高，發動機正常工作時，燃燒室的瞬間工作溫度有時可以高達2000K以上，這樣使活塞頭部溫度急劇升高，如果散熱不佳，就會導致活塞頂面，特別是燃燒室喉口邊緣燒蝕，最終產生拉缸現象，致使發動機不能正常工作或被卡死。為了解決大馬力發動機活塞的散熱問題，通常的做法是在活塞的頭部設置內冷油道，采用可溶性鹽芯進行成型。國外在這個方面具有比較成熟的技術，德國的MAHLE公司已經成功地開發出用于大馬力柴油發動機的內冷油道活塞，并實現了產業化批量生產，在中國內冷油道活塞還處于開發階段，特別是可溶性鹽芯的制備技術還是一個有待攻克難題。隨著鑄造工業的不斷發展，越來越多的鑄件需要鑄出形狀復雜的型腔，而且對型腔的表面粗糙度及清潔度的要求越來越高，如發動機活塞的油道，而傳統的砂芯很難將其清理干凈，粗糙度也不能達到產品設計的要求，這就要求所使用的型芯不僅要具有高的強度、高的尺寸精度及可靠性，而且還要具有良好的水溶性。正是這種需要，促進了可溶性鹽芯技術的研究和發展。鹽可以通過熔化鑄造的方法或粉末壓制燒結的方法制成各種幾何形狀復雜的鹽芯，這類鹽芯具有理想的強度和水溶性，以及良好的表面質量和尺寸穩定性，能夠經受住鑄造時高溫液態金屬的沖擊。
技術實現思路
本專利技術的目的是提出一種發動機活塞鹽芯及制備方法，為鹽芯在發動機活塞上的應用提供基礎。所述發動機活塞鹽芯由70％～80％的水溶性金屬鹽和20％～30％的輔料組成，鹽的粒度要達到60-120目，輔料的粒度要達到至少200目。水溶性金屬鹽以下材料選出化合價為一價、二價金屬的氯化鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽或者是它們的混合物。輔料可以選鋁礬土、粘土、高嶺土或者是它們的混合物。所述發動機活塞鹽芯的制備方法，具體步驟如下a.焙燒將水溶性金屬鹽置于高溫箱式爐內加熱焙燒，加熱溫度650℃-720℃，保溫2h，焙燒的目的是去除鹽中所含的水分及低熔點物質；b.破碎將焙燒好的水溶性金屬鹽倒入混砂機內混碾5-8分鐘，使鹽破碎成不同粒度的顆粒；c.分篩將破碎后的水溶性金屬鹽粒用100目不銹鋼篩網過篩，篩下部分可進入下道工序，篩上部分重新破碎過篩；過篩后鹽不馬上使用可要置于干燥容器中防止吸水；d.配料將分篩后干燥的水溶性金屬鹽粒與輔料按70％-80％的水溶性金屬鹽和20％-30％的輔料的比例倒入混砂機中攪拌10～15min，然后倒入適量水再攪拌10-15min；e.稱量將混制好的原材料用普通托盤式天平或電子秤稱量，所稱重量即每只鹽芯所需重量需經過計算；計算方法是先按照產品要求計算內冷道的體積，然后乘上鹽芯的密度，就是所要稱取的單只鹽芯重量；f.壓制將稱好的鹽加入鹽芯模具型腔內，加料時應盡量使鹽沿型腔圓周分布均勻，然后上壓力機上壓制成型；g.燒結將剛壓制的鹽芯用夾具夾持固定后，放入井式保溫爐內燒結；先100℃烘干2h，隨后每隔1h升溫100℃，直至溫度升到700℃，保溫時間0.5h，然后隨爐冷卻至150℃以下時出爐；h.鉆孔將燒結好的鹽芯裝在夾具上鉆孔。有益效果本專利技術提供的發動機活塞鹽芯強度高，可以水洗去芯，輔料可以提高水溶速度，控制收縮率。具體實施例方式水溶性金屬鹽的具體粒度分布如下表所示 大顆粒與小顆粒相結合可以得到高強度的鹽芯，而單獨的大顆粒或小顆粒卻難以制出優良的鹽芯。目前用于制造鹽芯的水溶性金屬鹽有很多，選擇的標準是其要兼顧以下性質在某一金屬的澆注溫度范圍內不融化，不與該種金屬反應，可溶于水且價格低廉。根據這個標準，化合價為一價、二價的金屬鹵化物、一價金屬氯化鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽和亞硝酸鹽比較適合作鹽芯材料。為了能選出適當的鹽或多種鹽的混合物，就要知道它們的熔點溫度。比如，硝酸鈉和亞硝酸鈉混合鹽的熔化溫度范圍可能從121℃到將近216℃。這樣的熔點溫度范圍的鹽可以用于低熔點材料的鑄造中，如塑料或一些合金。鑄造高熔點材料就相應選擇高熔點的鹽作鹽芯。比如，用于鋁合金鑄造鹽芯的鹽，其熔點要接近623℃，最好是接近704℃。氯化鈉和碳酸鈉的混合鹽就可達到這個溫度要求，或者是其他硫酸鹽的混合物。現在鋁合金鑄造用鹽芯的一種鹽的配比選擇是60％的氯化鈉和40％的碳酸鈉。在這個例子中，如果需要更高的熔點溫度，那么可以單獨使用碳酸鈉或氯化鈉。歸功于化學工藝的進步，我們可根據熔點溫度要求選擇出確切的鹽或鹽的混合物，并且可以得到很好的水溶性。本專利技術所述發動機活塞鹽芯由70％～80％的水溶性金屬鹽和20％～30％的輔料組成。輔料可以選鋁礬土、粘土、高嶺土或者是它們的混合物，水溶性金屬鹽可以選化合價為一價、二價的金屬鹵化物，一價金屬氯化鹽。碳酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽或它們的混合物。發動機活塞鹽芯的制備方法如下a.焙燒將水溶性金屬鹽置于高溫箱式爐內加熱焙燒，加熱溫度650℃-720℃，保溫2h，焙燒的目的是去除鹽中所含的水分及低熔點物質；b.破碎將焙燒好的水溶性金屬鹽倒入混砂機內混碾5-8分鐘，使鹽破碎成不同粒度的顆粒；c.分篩將破碎后的水溶性金屬鹽粒用100目不銹鋼篩網過篩，篩下部分可進入下道工序，篩上部分重新破碎過篩；過篩后鹽不馬上使用可要置于干燥容器中防止吸水d、將水溶性金屬鹽和輔料按照比例放入混料機中攪拌，在攪拌過程中加入適量的水，待攪拌均勻無疙瘩后停止攪拌；e.稱量然后，以1.8-2.0g/cm3的裝料密度，根據鹽芯的體積換算出裝料量，并稱量好以備下到工序使用；f、壓制將稱稱好的金屬鹽和輔料的鹽芯模具型腔內，加料時應盡量使鹽沿型腔圓周分布均勻，避免因加料不均勻造成鹽芯密度、強度不均勻；然后上壓力機上壓制成型；g、燒結將剛壓制的鹽芯放入井式保溫爐內燒結，先100℃烘干2h，隨后每隔1h升溫100℃，直至溫度升到700℃，保溫時間0.5h，然后隨爐冷卻至150℃以下時出爐；要注意剛壓制好鹽芯強度還比較低，要輕拿輕放，防止破碎；h、鉆孔將燒結好的鹽芯裝在夾具上鉆孔。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種發動機活塞鹽芯，其特征在于所述活塞鹽芯由70％-80％的水溶性金屬鹽和20％-30％的輔料組成，且水溶性金屬鹽、輔料和澆注金屬三者之間互不反應；鹽的粒度要達到60-120目，輔料的粒度要達到至少200目。2，如權利要求1所述的一種發動機活塞鹽芯，其特征在于所述水溶性金屬鹽應從以下材料中選擇化合價為一價、二價的金屬鹵化物，碳酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽或者是它們的混合物。3.如權利要求1所述的一種發動機活塞鹽芯，其特征在于所述鹽是一價金屬氯化鹽。4，如權利要求1所述的一種發動機活塞鹽芯，其特征在于所述輔料應從以下材料中選擇鋁礬土、粘土、高嶺土或以上材料的混合物。5，權利要求1所述的一種發動機活塞鹽芯的制備方法，具體步驟如下a.焙燒將水溶性金屬鹽置于高溫箱式爐內加熱焙燒，加熱溫度650℃-720℃，保溫2h，焙燒的目的是去除鹽中所含的水分及低熔點物質；b.破碎將焙燒好的水溶性金屬鹽倒入混砂機內混碾5-8分鐘，使鹽破碎成不...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李楠，
申請(專利權)人：東風汽車有限公司，
類型：發明
國別省市：