汽车零件热处理实用技术：活塞铸造铝合金工艺和表面处理

2023-08-18 理论教育版权反馈

【摘要】：表2-2活塞常用铸造铝合金的热处理工艺规范表面处理表面处理包括镀铬、喷钼、镀锡以及渗氮等。2)固溶加热设备的控温精度不大于±5℃，时效处理控温精度应不大于±10℃，否则会造成活塞硬度与体积稳定性不符合要求。

1.工作条件和性能要求

活塞为曲柄连杆机构的主要部件，活塞的功能是与气缸盖、气缸壁共同组成燃烧室，承受气缸中气体的压力并通过活塞销和连杆传给曲轴。

活塞在工作过程中受力比较复杂:活塞交替地压向气缸壁，侧向压力作用于活塞裙部；活塞裙、活塞环槽和活塞销孔凸部都受到摩擦力的作用；混合气的燃烧使气缸内产生2500K以上的高温，通过活塞顶、活塞环带和活塞环将大量的热传给气缸壁。可见，活塞承受不同类型的应力与应变，故应具有低的密度、足够的强度与刚度、良好的耐热性、优异的传热性、摩擦力小以及良好的耐磨性、温度变化时尺寸及形状变化小等特性，满足其服役需要。引起活塞损坏的原因包括发动机装配和安装操作不当（如气缸盖螺栓拧紧不均匀引起的气缸变形、活塞销在连杆孔中装配过紧、气缸套不规则等)。常见的失效方式为活塞拉伤（无油运行拉伤)、活塞顶穿孔、烧蚀、变形与断裂等。

2.活塞材料的选用

为满足活塞的以上技术要求，发动机广泛采用的活塞材料是铸造铝合金，常采用ZL108、ZL109、ZL110、ZL201等，它们具有较高的高温强度和低膨胀系数，适于制作发动机活塞、气缸头以及高温零件。有的柴油机也采用高级铸铁或耐热钢制造活塞。另外可采用铝硅合金（AlSi12CuNi)制造活塞，更高负荷则采用AlSi18CuNi、AlSi25CuNi制造活塞。铝合金活塞具有导热性好、质量轻、易于加工等特点，均是铸造加工的，应用比较广泛。

3.活塞的热处理

（1)活塞的技术要求铸造铝合金经过热处理后，同一活塞中的硬度差应不大于10HBW，其力学性能与体积稳定性见表2-1。金相组织应符合JB/T 6289—2005《内燃机铸造铝活塞金相检验》的规定。

表2-1活塞的力学性能与体积稳定性