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镶嵌耐磨圈活塞浇铸工艺分析及模具优化设计.pdf

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镶嵌耐磨圈活塞浇铸工艺分析及模具优化设计.pdf

金属铸锻焊技术CASTINGFORGINGWELDINGHOTWORKINGTECHNOLOGY2008,VOL37,NO212008年11月现代活塞基本上都由铝合金浇铸而成,对于高温、高压和高速运动状态下工作的大功率柴油发动机来讲,铝合金环槽与铸铁或钢的活塞环是不匹配的,因为铝合金活塞硬度为75~105HB,铸铁活塞环的硬度为140~190HB。常温下两者强度差的不多,但在250℃以上时,铝合金的强度、硬度急剧下降1。铝合金环槽很容易磨损,磨损导致侧隙增大,使活塞环的密封性能下降,高温燃气从侧隙、背隙流向曲轴箱,使发动机功率下降,机油消耗增加。为了提高活塞的使用寿命,通常的做法是在活塞环槽部位用铸铁做一个或多个耐磨镶圈,浇铸活塞时将耐磨圈镶铸进去,而活塞的其余部份仍用铝合金。这样的活塞,其环槽象铸铁一样耐高温、耐磨损,而质量像铝合金一样轻。镶嵌耐磨圈活塞如图1所示。活塞镶入耐磨镶圈后,环槽的耐磨性增强,活塞的寿命大幅度提高,重负荷柴油机活塞寿命可提高2~5倍,中等负荷柴油机活塞寿命可提高收稿日期20080527作者简介章迪康(1964),男,浙江绍兴人,硕士,工程师、讲师,主要从事模具设计与铸造方面的研究和教学工作;电话057788310974;EMAILZDK01ZJITCNET1234567891耐磨镶圈上侧面2耐磨镶圈下侧面3活塞本体4耐磨镶圈5第二环槽6镶钢根7油环槽8销孔9裙部图1镶耐磨圈活塞图FIG1PISTONENCHASEDWEARINGRING镶嵌耐磨圈活塞浇铸工艺分析及模具优化设计章迪康(浙江工贸职业技术学院模具教研室,浙江温州325003)摘要铝基活塞镶嵌耐磨圈是大功率内燃机的一个发展方向。由于活塞本体与镶嵌圈所用的材料不同,性能相差悬殊,且又是在高温环境下工作,本体层与镶嵌层粘接质量对于活塞寿命至关重要。镶圈活塞的铸造过程对粘接质量起决定性作用。对镶圈活塞的浇铸工艺及铸造模具设计进行优化设计,以此提高粘接质量,从而延长了镶圈活塞的使用寿命。关键词镶嵌耐磨圈活塞;浇铸模具;粘接质量中图分类号TG2493文献标识码A文章编号10013814200821013403CASTINGTECHNOLOGYANALYSISOFPISTONENCHASEDWEARINGRINGANDOPTIMIZATIONDESIGNOFDIEZHANGDIKANG(MO

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