一种隔热节能活塞及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种隔热节能活塞及其制造方法，包括活塞顶体，活塞顶体的顶部设有燃烧室，活塞顶体的底部设有活塞内腔，燃烧室与活塞内腔的隔层上设有隔热层，所述的隔热层设于活塞内腔这一侧，隔热层包括底层、过渡层和表层，底层的材料为50％Ni+50％Al，底层的厚度为隔热层总厚度的10％，过渡层的材料为50％Ni+50％Al2O3，过渡层的厚度为隔热层总厚度的40％，表层的材料为Al2O3+13wt％TiO2，表层的厚度为隔热层总厚度的50％。度为隔热层总厚度的50％。度为隔热层总厚度的50％。

【技术实现步骤摘要】
一种隔热节能活塞及其制造方法


[0001]本专利技术涉及一种隔热节能活塞及其制造方法。

技术介绍

[0002]柴油机是一种常见的动力机械，是铁路内燃机车和船舶的主要装备，而活塞是柴油机上结构的骨架和核心部件，它承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一；现在的柴油机活塞顶部是空腔，气缸内燃烧时，机油进入活塞空腔进行冷却，带走热量，保护活塞顶，但同时也损失了这部分能量，使得气缸燃烧的热能损失，气缸温度降低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种隔热节能活塞及其制造方法。
[0004]一种隔热节能活塞及其制造方法，包括活塞顶体，活塞顶体的顶部设有燃烧室，活塞顶体的底部设有活塞内腔，燃烧室与活塞内腔的隔层上设有隔热层，所述的隔热层设于活塞内腔这一侧，隔热层包括底层、过渡层和表层，底层的材料为50％Ni+50％Al，底层的厚度为隔热层总厚度的10％，过渡层的材料为50％Ni+50％Al2O3，过渡层的厚度为隔热层总厚度的40％，，表层的材料为Al2O3+13wt％TiO2，表层的厚度为隔热层总厚度的50％。
[0005]作为进一步改进，隔热层的总厚度为1～1.5mm。
[0006]一种隔热节能活塞的制造方法，包括以下步骤：
[0007](1)将活塞放入清洗水槽中漂洗干净，漂洗后烘干再酸洗，酸洗后再次用清水漂洗并烘干；
[0008](2)使用等离子喷涂法在活塞内腔内喷涂隔热层，首先喷涂底层，厚度为0.1mm，再喷涂过渡层，厚度为0.4mm，最后喷涂表层，厚度为0.5mm；
[0009](3)利用激光对喷涂态隔热层进行重熔，重熔过程中使用氮气作为保护气体；
[0010](4)对激光重熔后的活塞顶体进行隔热效果试验，试验通过后，活塞顶体即制造完成。
[0011]作为进一步改进，步骤(3)中所述的隔热效果试验装置包括保温外罩，保温外罩内设有恒温热源，恒温热源上方设有均热网，均热网上设有活塞顶体，活塞顶体的顶部朝下，活塞顶体的活塞内腔内装入清水，活塞顶体与均热网之间以及活塞内腔内均设有测温仪。
[0012]作为进一步改进，步骤(3)中所述的隔热效果试验方法包括以下步骤，将活塞倒置，在活塞内腔中装入一定量的水，并在底部用恒温热源对活塞顶面加热，至活塞内腔中的水开始沸腾时止，在完全相同的条件下，对比激光重熔涂层活塞和无涂层活塞内水的加热情况，即可分别求出单位时间内活塞顶面的平均吸热量，从而算出陶瓷层的隔热度。
[0013]有益效果：
[0014]本专利技术设计巧妙，在活塞内腔做一个隔热层，减少能量损失，使得气缸燃烧的热效
率提高，隔热层采用3层阶梯式图层，并且分3次喷涂，喷涂后又经过激光重熔，结合强度高，改善了陶瓷组织形态，消除了喷涂层组织的不连续、多孔和成分不均匀等缺陷，减轻了陶瓷层与过渡层之间的应力集中，并改善了应变性能。
附图说明
[0015]图1是一种隔热节能活塞的总体结构示意图；
[0016]1.活塞顶体 2.燃烧室 3.活塞内腔 4.隔热层。
具体实施方式
[0017]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例和附图对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0018]如图1所示，一种隔热节能活塞及其制造方法，包括活塞顶体1、燃烧室2、活塞内腔3和隔热层4。
[0019]一种隔热节能活塞及其制造方法，包括活塞顶体，活塞顶体的顶部设有燃烧室，活塞顶体的底部设有活塞内腔，燃烧室与活塞内腔的隔层上设有隔热层，所述的隔热层设于活塞内腔这一侧，隔热层包括底层、过渡层和表层，底层的材料为50％Ni+50％Al，底层的厚度为隔热层总厚度的10％，过渡层的材料为50％Ni+50％Al2O3，过渡层的厚度为隔热层总厚度的40％，，表层的材料为Al2O3+13wt％TiO2，表层的厚度为隔热层总厚度的50％。
[0020]其中，隔热层的总厚度为1～1.5mm。
[0021]一种隔热节能活塞的制造方法，包括以下步骤：
[0022](1)将活塞放入清洗水槽中漂洗干净，漂洗后烘干再酸洗，酸洗后再次用清水漂洗并烘干；
[0023](2)使用等离子喷涂法在活塞内腔内喷涂隔热层，首先喷涂底层，厚度为0.1mm，再喷涂过渡层，厚度为0.4mm，最后喷涂表层，厚度为0.5mm；
[0024](3)利用激光对喷涂态隔热层进行重熔，重熔过程中使用氮气作为保护气体；
[0025](4)对激光重熔后的活塞顶体进行隔热效果试验，试验通过后，活塞顶体即制造完成。
[0026]其中，步骤(3)中所述的隔热效果试验装置包括保温外罩，保温外罩内设有恒温热源，恒温热源上方设有均热网，均热网上设有活塞顶体，活塞顶体的顶部朝下，活塞顶体的活塞内腔内装入清水，活塞顶体与均热网之间以及活塞内腔内均设有测温仪。
[0027]其中，步骤(3)中所述的隔热效果试验方法包括以下步骤，将活塞倒置，在活塞内腔中装入一定量的水，并在底部用恒温热源对活塞顶面加热，至活塞内腔中的水开始沸腾时止，在完全相同的条件下，对比激光重熔涂层活塞和无涂层活塞内水的加热情况，即可分别求出单位时间内活塞顶面的平均吸热量，从而算出陶瓷层的隔热度。
[0028]在活塞内腔做一个隔热层，减少能量损失，使得气缸燃烧的热效率提高，隔热层采用3层阶梯式图层，并且分3次喷涂，喷涂后又经过激光重熔，结合强度高，改善了陶瓷组织形态，消除了喷涂层组织的不连续、多孔和成分不均匀等缺陷，减轻了陶瓷层与过渡层之间的应力集中，并改善了应变性能。
[0029]以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精
神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔热节能活塞，其特征在于，包括活塞顶体，活塞顶体的顶部设有燃烧室，活塞顶体的底部设有活塞内腔，燃烧室与活塞内腔的隔层上设有隔热层，所述的隔热层设于活塞内腔这一侧，隔热层包括底层、过渡层和表层，底层的材料为50％Ni+50％Al，底层的厚度为隔热层总厚度的10％，过渡层的材料为50％Ni+50％Al2O3，过渡层的厚度为隔热层总厚度的40％，，表层的材料为Al2O3+13wt％TiO2，表层的厚度为隔热层总厚度的50％。2.根据权利要求1所述的一种隔热节能活塞，其特征在于，隔热层的总厚度为1～1.5mm。3.一种隔热节能活塞的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将活塞放入清洗水槽中漂洗干净，漂洗后烘干再酸洗，酸洗后再次用清水漂洗并烘干；(2)使用等离子喷涂法在活塞内腔内喷涂隔热层，首先喷涂底层，厚度为0.1mm，再喷涂过渡层，厚度为0.4mm，最后喷涂表层，厚度为0.5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光伟，孙慧侠，
申请(专利权)人：江苏普瑞亚动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：