活塞是車用內燃機的關鍵部件,直接與高溫高壓燃氣接觸,且在潤滑條件相對較差的缸套內進行高速往復運動,活塞頂部的第一環(huán)槽磨損極為嚴重。在活塞第一環(huán)槽中鑲嵌耐磨鑄鐵圈,能減少磨損,延長活塞的使用壽命,但是鐵與鋁的材料性能相差甚遠,活塞來回往復的同時,鑄鐵圈和鋁活塞基體會發(fā)生脫層分離,降低鐵鋁結合層的質量。本文通過對結合層的微觀特征和力學性能的測試,結合ABAQUS二次開發(fā)模塊USDFLD模擬鐵-鋁結合層的成型過程,旨在獲得滲鋁工藝參數對結合層形成厚度和強度的影響規(guī)律,為高質量鑲嵌活塞鐵鋁耐磨層的制造提供理論依據。首先,通過對鑲嵌活塞鐵-鋁結合區(qū)域的微觀組織進行觀測,得到鐵鋁結合區(qū)域的金相組織圖;其次,選取滲鋁溫度、滲鋁時間、滲鋁液中Si微量元素的含量為滲鋁工藝參數,采用三因素四水平的正交試驗設計進行試驗,研究不同的滲鋁工藝參數對結合層強度的影響,試驗結果顯示,滲鋁溫度對結合層強度的影響最大。再次,根據金相試驗獲得的相場視圖,在ABAQUS前處理模塊中建立鐵鋁之間的二維模型,借助USDFLD二次開發(fā)對鐵-鋁結合層成型過程進行模擬仿真,獲得了滲鋁溫度和滲鋁時間對結合層厚度的變化規(guī)律。最后,運用響... 

【文章來源】：溫州大學浙江省

【文章頁數】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鑲嵌活塞的結構

溫州大學碩士學位論文合物，其顯微硬度為 HV600～900。（3）鋁鋅法：采用 72%鋁和 28%鋅作滲液，滲鍍溫度為 780～820℃，滲鍍?yōu)?3～5min。本文鑲嵌活塞的處理方式采用的是滲鋁法，它為活塞澆注作好準備，滲鋁質優(yōu)劣直接影響鑄鐵圈毛坯澆注的質量。滲鋁的主要工藝參數有滲鋁合金配制時間、溫度等。鑲嵌活塞毛坯的澆注包括鑄鐵圈的正確迅速裝模、澆注毛坯的工藝參數選擇過程對鑄鐵圈與活塞鋁合金本體的結合強度、毛坯的鑄造廢品率等因素有著的影響。

高標準的排放要求，結構發(fā)展多樣化（如圖1-3），成為國內眾多活塞公司的佼佼者。圖 1-3 江濱活塞產品結構發(fā)展趨勢Figure 1-3 Development Trend of Jiangbin Piston Product Structure1.3.1 活塞和活塞環(huán)材料的研究現狀國外學者對活塞材料的選擇做了大量研究。Maleque M A[7]等通過數字邏輯(DL)方法對四種不同的活塞材料（灰鑄鐵、鈦鋁合金、20%SiC 增強鋁鋁銅合金基體復合材料和 WC-TiC 增強鈦基復合材料）進行選擇，并與基于知識的系統(tǒng)(KBS)進行比較。經過計算發(fā)現，在 DL 法中，使用縮放特性和加權因子測量性能指數(PI)。根據 PI 和每一種候選材料的相對成本得出了優(yōu)值。在 KBS 中，使用 MATLAB 網絡工具進行比較。與其他材料相比，20% SiC 增強鋁銅合金復合材料的 PI 最高，可用于新一代汽車活塞的應用。Gmbh M[8]將美國 Federal-Mogul公司研發(fā)的新型活塞應用于功率為 93 千瓦/升的三渦輪增壓柴油機

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3458339