高功率密度柴油机铝活塞材料与铸造技术

针对高功率密度柴油机铝活塞性能需求,开发了新型WR004A过共晶活塞铝合金,采用挤压铸造工艺和磷变质处理,合金力学性能有显著提高;采用专用机械液体粉碎装置对Al2O3纤维进行预处理,采用真空过滤方法制作预制件,使用加铜管保护的可溶盐芯预制件,以上技术手段的采用,解决了挤压铸造工艺条件下活塞环槽部位铝基复合材料和内冷油腔成形工艺难题。     

利用挤压铸造改善柴油机铝合金活塞的性能

本文从燃料经济性和废气排放的角度认为,目前的重力铸造铝合金活塞工艺在燃燃室、活塞销座和顶环位置三个潜在方面,其改进正在达到极限。 目前,有一种大量生产的重型柴油机活塞采用了挤压铸造技术。这种技术特别是当与陶瓷纤维相结合时,能使铝合金活塞获得极佳强度特性。本文研究挤压铸造技术在活塞上述三方面的应用,根据发动机试验数据的分析提出了几个新的结构方案。     

采用挤压铸造新工艺生产柴油机铝活塞试验

挤压铸造综合了铸造和锻造两者的特点。采用这种新工艺试制特种车辆发动机铝活塞是一种新的尝试。本文较详细地介绍了挤压铸造铝活塞的工艺过程及产品性能分析。     

铝合金活塞低周材料性能表征及寿命预测

以柴油机铝合金活塞为研究对象,开展了活塞铝合金材料的低周疲劳试验。对活塞铝合金材料塑性性能采用Ramberg-Osgood模型进行了表征,表征参数经仿真验证与测试数据吻合良好。对活塞铝合金材料低周疲劳性能采用塑性应变能理论模型进行了表征,在双对数坐标系下,铝合金材料的塑性应变能与寿命呈良好的线性关系。对铝合金活塞在柴油机低周考核工况下的非线性承载特性进行了研究,根据活塞在第5个周期时的应力应变关系曲线进行了低周疲劳寿命预测,结果表明:活塞在燃烧室喉口部位低周疲劳寿命最低,为低周疲劳危险部位,在活塞的材料考核及结构设计中应重点考虑。     

采用新型复合材料强化铝制活塞

随着内燃机工业的发展,对活塞的机械性能和热负荷性能的要求越来越高。而采用传统方式生产的活塞,在其使用性能上受到很大的限制。最近西德斯图加特马勒公司,采用挤压铸造工艺而找到了强化活塞的新途径。其方法是采用以氧化铝、碳化硅为基础的陶瓷短纤维和孔隙率较高的烧结钢,并与传统的硬模铸造方法相结合来生产活塞。一、挤压铸造法所谓挤压铸造,就是熔化的金属在结晶过程中,在较高的压力作用下     

一种能提升轻量化铝活塞铸造精度的模具改进技术

轻量化铝活塞结构复杂,铸造模具由多个组件构成,轻量化铝活塞在铸造过程中存在脱模拉毛、局部变形、模具磨损快,铝活塞铸造内表面分模面粗糙,飞边严重,铸造精度不理想等问题。针对轻量化铝活塞难以做到精密铸造的问题,深入研究铸造工艺与模具结构关系,多次铸造实验和探索,改进内模通水、轨道加工工艺,改变外模滑块、销孔模组件结构。获得了一种能大幅度提升轻量化铝活塞铸造精度的模具组件改进技术。     

铝合金活塞环槽的氩弧强化工艺

以铁作为活塞铝合金的强化元素之一,利用氩弧堆焊和氩弧重熔将合金元素熔入铝活塞环槽区域使其强化。研究了活塞环槽的氩弧强化工艺,分析了活塞铝合金的焊接性及氩弧强化区的成分、硬度和组织形态。研究表明,在铝活塞上用氩弧局部熔入合金元素时焊接性良好,焊缝组织均匀,堆焊层与基体结合良好。采用氩弧局部强化可提高环槽的硬度和高温耐磨性。     

新品推荐

马勒——Ecoform(?)活塞马勒公司新近研发生产的Ecoform(?)活塞在质量和性能方面优于传统活塞,配用其他优质发动机零部件可显著减小往复运动组件的质量。更小的质量通过改进铸造工艺和模具设计,Ecoform(?)活塞比传统铝合金活塞减少20%的质量。模具设计的差异导致脱模工艺的不同。传统活塞,其边芯被直接拉出与毛     

陶瓷纤维增强铝基复合材料在发动机活塞上的应用

本文报导了陶瓷纤维增强复合材料的性能、制备研究及其在内燃机活塞上的应用。氧化铝或硅酸铝短纤维增强铝基复合材料比基体材料有更优异的高温综合性能。挤压铸造工艺生产的局部增强铝基复合材料活塞，界面结合可靠、成品率高、工艺宽容性好，作为新型活塞材料，已在我国发动机行业应用并达到批量生产。我国已成为世界上将铝基复合材料应用于汽车行业并达到产业化规模的少数国家之一。     

柴油机活塞燃烧室凹腔边缘的非线性有限元强度分析方法

整体式铝合金活塞仍是重型柴油机的首选设计方案。活塞制造商们一直在不断研究铝合金材料工艺,以及切削性和结构型式,以应对日益增长的热负荷及机械负荷。随着软件和数字计算机技术的进步,活塞分析方法也得以改进。现已允许根据活塞所受负荷和接触条件,对材料特性建立更大、更详细的模型,进行更复杂的模拟。20世纪70年代末,采用线弹性应力法,并结合以有限低循环疲劳数据为依据的寿命评估,首先将瞬态有限元分析法应用于柴油机活塞。这一方法为深入了解活塞,尤其是柴油机活塞燃烧室凹腔边缘处的失效机理提供了重要依据。然而,由此得出的寿命评估往往是近似的,只能用作评价替代设计和材料的一种比较工具。这种限制是由于采用线弹性应力方法的缘故,它忽略了非线性应变特性,特别在燃烧室凹腔边缘弹-塑性条件下的重要影响。与改进的分析技术相结合,应变式材料性能测量法的发展有助于对活塞合金非线性特性的进一步了解,并为建模提供重要数据。已将这些发展纳入凹腔边缘应力和应变响应的新分析法中,为寿命评估提供更加精确的方法,并为进一步改善活塞设计创造机会。     

高速大功率柴油机活塞可靠性研究

在高速大功率柴油机研制过程中,通过对整体重力铸造活塞内冷油道、型线与配缸间隙、环槽等细节结构的优化设计、混杂增强铝基复合材料的应用、热机耦合计算分析以及试验验证等4个方面的技术研究,解决了活塞结构可靠性问题,分别通过了部件、台架耐久性考核、道路以及整车环境适应性等试验验证,同时指出了铝合金活塞进一步强化的研究方向。     

柴油机用高性能铸铝活塞

现今柴油机技术发展，给活塞能够承受的热负荷和机械载荷提出了更高的要求，同时对活塞的体积以及重量也有更加严格的限制。而如今普遍采用的硅铝合金活塞越来越无法满足现代活塞设计的要求，因此活塞材料性能的提高已事在必行。由于活塞室内温度和压力可迅速达到甚至超过4000c和200bar，热机械疲劳（TMF）和高周疲劳（HCF）的相互作用导致燃烧室喉口和底部过早出现疲劳裂纹，如图1所示。     

高性能汔车发动机活塞材料与热处理T艺的研究

为适应汽车发动机活塞越来越高的性能要求,从材料熔制和热处理工艺的改进入手,成功地研究开发了在共晶铝硅合金基础上加磷变质的过共晶型金相组织铝合金.指出发动机活塞的热处理宜采用T6或T7处理,对特种结构活塞可采用低温淬火+人工时效.若单纯采用时效处理,则必须在铸件出模后利用其余热采取相应的强冷措施,但应保证冷却条件,即工艺条件的稳定性.     

挤压铸造技术在铝合金活塞中的应用

采用挤压铸造技术制造活塞，能大大提高其疲劳强度，从而减小活塞顶和销应厚度，并可通过组合型芯法减小活塞内表面厚度。此外，使用冷却腔成型法及引入空心区等技术．可研制出结构紧凑、质量极轻的活塞。本文介绍了利用技压铸运和变质处理提高材料的疲劳强度，挤压铸造的纪合型芯制作技术，挤压铸造工艺中采用的制件耐压、密封和可清除的冷却腔型芯成型技术．     

基于轻量化汽车车轮制造的半固态铝合金性能比较研究

以6063铝合金为例,通过“近液相线半连续铸造方法”（LSC）制造近球状、非枝晶且晶粒细小的显微组织的半固态坯料,对半固态铝合金料圆柱坯从边缘到心部进行了显微组织观察。对坯料进行二次重熔后进行挤压铸造,并从铸造件上取样进行力学和疲劳性能测试,同时与6063铝合金锻造试样的力学和疲劳性能进行了对比。在试验结果的基础上,提出了将LSC和半固态挤压铸造相结合制造半固态铝合金车轮的方法,对半固态铝合金车轮的制造有一定的指导作用。     

活塞环槽再熔强化法的应用前景

活塞环槽的再熔强化法就是以高温(等离子、激光、电子束)再次熔化铝活塞第一环槽,以达到增加铝合金的硬度和提高活塞的使用寿命的目的。此种强化法已在苏联的几种机型上得到应用并取得满意的结果。这将为高强化柴油机活塞找到一种较为理想的环槽强化方法。     

辉门动力总成合金材料研发再获重大突破

<正>辉门控股公司动力总成日前宣布,其自主研发的DuraFonn-G91新型高强度铝合金材料取得重大突破,适用于汽车柴油机活塞,可承载更高机械负荷,有望大幅度提高发动机在高功率下的工作效率。对比测试结果证明,新型合金材料部件寿命达到高负荷柴油发动机当前铸造材料的3~5倍。DuraForm-G91的独特成分使得组件疲劳强度得到大幅提高,尤其适用于高负荷、高温条件的柴油机活塞。在温度超过350℃的等温高周机械疲劳测试     

CA10新型液态模锻活塞

江苏金陵汽车制配厂在南京工学院协助下,从1976年起,对活塞生产作了材料和工艺方面的研究改进,并选择解放 CA10B 汽车活塞进行液态模锻工艺的系统试验。通过几年来的摸索和实践,初步掌握了一些规律,液锻活塞经台架和道路试验后,证明其机械物理性能都符合甚至超过一般重力铸造活塞的性能要求,并于1982年被江苏省评为省优质产品,现已开始批量生产。CA10B 新型活塞采用国外先进的高压挤压铸造新工艺:它是将定量的金属溶液浇入型腔挤压成型,并在高压下结晶、凝固,从     

重型汽车柴油机活塞销用钢及表面处理技术

阐述了活塞销的受力特点和断裂特征,并对重型汽车柴油机活塞销用钢的主要技术特性进行研究分析。对16Mn Cr5渗碳钢的纯净度、淬透性、带状组织及活塞销热稳性能和装机等进行性能试验。通过改善钢的纯净度、减轻带状组织、优化渗碳淬火和表面加工工艺,活塞销的强度和尺寸稳定性大大提高,从而使16Mn Cr5渗碳钢制活塞销满足重型汽车柴油机高可靠性和高疲劳寿命的性能要求。     

高性能汽车发动机活塞材料与热处理工艺的研究

为适应汽车发动机活塞越来越高的性能要求，从材料熔制和热处理工艺的改进入手，成功地研究开发了在共晶铝硅合金基础上加磷变质的过共晶型金相组织铝合金。指出发动机活塞的热处理宜采用T6或T7处理，对特种结构活塞可采用低温淬火＋人工时效。若单纯采用时效处理，则必须在铸件出模后利用其余热采取相应的强冷措施，但应保证冷却条件，即工艺条件的稳定性。