汽车活塞用合金陶瓷制作方法

李德贵

1996年8月21日

1995年2月14日

1995年2月14日

李德贵

C04B41/51GK1129201SQ9510181

活塞 合金 陶瓷 汽车

1.一种汽车活塞用合金陶瓷，其特征在于由三氧化二铝、粘土、合金陶瓷结构体，其空隙率为50～70％，在陶瓷的表面及空隙中有经浸渗或电渗的合金覆层2.如权利要求1所说的合金陶瓷，其特征在于合金覆层为铝质及其它金属材料3.一种权利要求1所说的合金陶瓷的制备方法，其特征在于①将三氧化二铝与粘土按比例混合磨细成粉状，加水调和成泥浆，制成含水悬浮泥浆；②将悬浮泥浆注入模具中，置-8℃以下低温中快速冻结；③将冻结物置于低温下真空干燥，成空隙率达50～60％的高空隙率陶坯；④经高温煅烧成陶器；⑤出炉后，立即冲入蒸汽或热水，使水汽在陶瓷空隙中快速挥发，以疏通各空隙间的微隔膜；⑥将疏孔后的陶器置于干燥炉具中干燥；⑦将干燥后的高空隙率陶瓷就热置于金属溶液中浸渗或置于电解液中电渗，使金属成份有效地进入陶瓷的空隙之中4.如权利要求3所说的制备方法，其特征在于所说的三氧化二名与粘土的比例为1∶3～6；悬浮泥浆的含水量为55～70％5.如权利要求4所说的制备方法，其特征在于所说的-8℃以下低温快速冻结时间为20～40分钟；冻结物真空干燥时间为16小时以上；真空干燥温度为-2℃～-3℃6.如权利要求4所说的制备方法，其特征在于所说的高温煅烧温度为980～1100℃，煅烧疏孔后，干燥温度为400～600℃7.如权利要求2所说的合金陶瓷，其特征在于制成的合金陶瓷 活塞，成型后于顶部镶贴有镍催化片

本发明提供一种汽车活塞用合金陶瓷及制造方法现有的汽车活塞，大部分为铝合金材料制作，有热变形大，传热损失大，耐磨性差，环壁刚度弱等缺点，难于适应现代汽车技术的要求，为此，新近开发的镶环或镶套活塞由于工艺复杂，热应变不一致等缺点而难以保证成品率，且以上活塞均不能燃烧油水混合燃料本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种具有与铝质活塞同样的机械强度，又具有良好的热稳定性，耐磨性，隔热性、适应性、加工和制作工艺简单的高空隙率汽车活塞合金陶瓷及其制造方法本发明的技术实施方案为由三氧化二铝、粘土经特定工艺制成高空隙率合金陶瓷陶坯，在陶瓷的表面及空隙中有经浸渗或电渗的合金本发明制造方法为①将三氧化铝与粘土按比例混合磨细成粉状，加水调和成悬浮泥浆；②将悬浮泥浆注入模具中，置-8℃以下低温中快速冻结；③将冻结物置于低温下真空干燥，由于泥浆含水量较高，经冻结后具有成型强度，因此可制成空隙率达50～70％的高空隙率陶坯；④然后经高温煅烧成陶器；⑤出炉后，立即冲入蒸汽或热水，使水汽在陶瓷空隙中快速挥发，以疏通各空隙间的微隔膜；⑥将疏孔后的陶器置于干燥器中干燥；⑦将干燥的高空隙率陶瓷就热置于金属溶液中浸渗或置于电解液中电渗，使金属成份有效地进入陶瓷的空隙之中，使之成为具有金属材料的韧性强度和陶瓷的刚硬性的一种合成材料所说的二氧化铝与粘土的比例为1∶3～6；悬浮泥浆的含水量为55～70％；所说的-8℃以下低温快速冻结时间为20～40分钟，冻结物真空干燥时间为16小时以上，所说的高温煅烧温度为980～1100℃，煅烧疏孔后，干燥温度为400～600℃所说的合金覆层，可以为铝质及其它金属材料所得到的合金材料，可制成汽车活塞、发动机活塞等零部件用于制造发动机活塞时，在成型后可在顶部贴镶催化片本发明的合金陶瓷，由于有高空隙率的陶瓷作结构体，用铝质材料填铸空隙，使零件具有了陶瓷的热稳定性，耐磨性和铝质材料的机械强度，可适应于高温工作环境和延长使用寿命由于有了热稳定性的保证，其随圆形截面的高难度加工即可简化为普通的圆截面加工由于陶瓷的隔热作用，其热损失较铝质活塞降低30％以上，可提高燃烧效率和燃烧性能所制得的活塞由于含有陶瓷成份，其质量较铝质轻，运动惯量小，可降低自身能量损失又由于有催化片的作用，可燃烧多种燃料，并能保证燃烧充分，降低有害物质的排放陶瓷资源广泛，可节约大量的有色金属实施例1将三氧化二铝与粘土按1∶4的比例混合磨细成粉状，加水调和成悬浮泥浆，悬浮泥浆的含水量为60％，将悬浮泥浆注入铝质模具中，置-8℃低温中快速冻结40分钟，将冻结物置于-2℃温度下真空干燥，得到空隙率达50～60％的高空隙率陶坯，脱模、检查元裂缝、离析和不匀现象后，经1000℃的高温煅烧成陶器，出炉后，立即冲入蒸汽或热水，使水汽在陶瓷空隙中快速挥发，以疏通各空隙间的微隔膜，将疏孔后的陶器置于500℃的炉具中干燥，将干燥后的高空隙率陶瓷就热置于铝合金溶液中浸渗，使金属成份有效地进入陶瓷的空隙之中，使之成为具有铝质的韧性强度和陶瓷的刚硬性的合金材料用上述方法得到的合金陶瓷毛坯，经机械工，制成合金陶瓷活塞，成型后于预部用环氧树酯镶贴上镍催化片即可实施例2将二氧化二铝与粘土按1∶3的比例混合，磨细成粉状，加水调和成泥浆，制成含水量70％的悬浮泥浆，将悬浮泥浆注入模具中，置-10℃的低温下快速冻结20分钟，将冻结物置于-2℃温度下真空干燥16小时，制成高空隙率陶坯，脱模检查无裂缝，离析和不均匀现象后，经980～1100℃的高温煅烧成陶器，出炉后立即冲入热水，使水汽在陶瓷空隙中快速挥发，以疏通各空隙间的微隔膜，将疏孔后的陶器置500℃的炉具中干燥，按需要，将干燥后的高空隙率陶瓷就热置于电解液中电渗，使金属成份有效地进入陶瓷的空隙之中，使之成为具有铝质的韧性强度和陶瓷的刚硬生的一种合金材料以上得到的合成材料经精密机械加工，可制成各种适应于高温工作环境零部件实施例3将三氧化二铝与粘土按1∶5的比例混合，磨成粉状，加水调和成泥浆，制成含水量为55％的悬浮泥浆，将悬浮泥浆注入铝质模具中，置-8℃低温快速冻结20～40分钟，将冻结物置于低温真空干燥，制成高空隙率(68％)的陶坯，脱模检查无裂缝、离析和不均匀现象后，经1100℃高温煅烧成陶器，出炉后立即冲入蒸汽，使水汽在陶瓷空隙中快速挥发，以疏通各空隙间的微隔膜，将疏孔后的陶器置600＋9的炉具中干燥，将干燥后的高空隙率陶瓷就热置于金属溶液中浸透，使金属成份渗入陶瓷的空隙之中