活塞是車用內(nèi)燃機(jī)的關(guān)鍵部件,直接與高溫高壓燃?xì)饨佑|,且在潤(rùn)滑條件相對(duì)較差的缸套內(nèi)進(jìn)行高速往復(fù)運(yùn)動(dòng),活塞頂部的第一環(huán)槽磨損極為嚴(yán)重。在活塞第一環(huán)槽中鑲嵌耐磨鑄鐵圈,能減少磨損,延長(zhǎng)活塞的使用壽命,但是鐵與鋁的材料性能相差甚遠(yuǎn),活塞來回往復(fù)的同時(shí),鑄鐵圈和鋁活塞基體會(huì)發(fā)生脫層分離,降低鐵鋁結(jié)合層的質(zhì)量。本文通過對(duì)結(jié)合層的微觀特征和力學(xué)性能的測(cè)試,結(jié)合ABAQUS二次開發(fā)模塊USDFLD模擬鐵-鋁結(jié)合層的成型過程,旨在獲得滲鋁工藝參數(shù)對(duì)結(jié)合層形成厚度和強(qiáng)度的影響規(guī)律,為高質(zhì)量鑲嵌活塞鐵鋁耐磨層的制造提供理論依據(jù)。首先,通過對(duì)鑲嵌活塞鐵-鋁結(jié)合區(qū)域的微觀組織進(jìn)行觀測(cè),得到鐵鋁結(jié)合區(qū)域的金相組織圖;其次,選取滲鋁溫度、滲鋁時(shí)間、滲鋁液中Si微量元素的含量為滲鋁工藝參數(shù),采用三因素四水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn),研究不同的滲鋁工藝參數(shù)對(duì)結(jié)合層強(qiáng)度的影響,試驗(yàn)結(jié)果顯示,滲鋁溫度對(duì)結(jié)合層強(qiáng)度的影響最大。再次,根據(jù)金相試驗(yàn)獲得的相場(chǎng)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(duì)鐵-鋁結(jié)合層成型過程進(jìn)行模擬仿真,獲得了滲鋁溫度和滲鋁時(shí)間對(duì)結(jié)合層厚度的變化規(guī)律。最后,運(yùn)用響... 

【文章來源】：溫州大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

鑲嵌活塞的結(jié)構(gòu)

溫州大學(xué)碩士學(xué)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(zhǔn)備，滲鋁質(zhì)優(yōu)劣直接影響鑄鐵圈毛坯澆注的質(zhì)量。滲鋁的主要工藝參數(shù)有滲鋁合金配制時(shí)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(shù)選擇過程對(duì)鑄鐵圈與活塞鋁合金本體的結(jié)合強(qiáng)度、毛坯的鑄造廢品率等因素有著的影響。

高標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，結(jié)構(gòu)發(fā)展多樣化（如圖1-3），成為國(guó)內(nèi)眾多活塞公司的佼佼者。圖 1-3 江濱活塞產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)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(xiàn)狀國(guó)外學(xué)者對(duì)活塞材料的選擇做了大量研究。Maleque M A[7]等通過數(shù)字邏輯(DL)方法對(duì)四種不同的活塞材料（灰鑄鐵、鈦鋁合金、20%SiC 增強(qiáng)鋁鋁銅合金基體復(fù)合材料和 WC-TiC 增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料）進(jìn)行選擇，并與基于知識(shí)的系統(tǒng)(KBS)進(jìn)行比較。經(jīng)過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在 DL 法中，使用縮放特性和加權(quán)因子測(cè)量性能指數(shù)(PI)。根據(jù) PI 和每一種候選材料的相對(duì)成本得出了優(yōu)值。在 KBS 中，使用 MATLAB 網(wǎng)絡(luò)工具進(jìn)行比較。與其他材料相比，20% SiC 增強(qiáng)鋁銅合金復(fù)合材料的 PI 最高，可用于新一代汽車活塞的應(yīng)用。Gmbh M[8]將美國(guó) Federal-Mogul公司研發(fā)的新型活塞應(yīng)用于功率為 93 千瓦/升的三渦輪增壓柴油機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[9]復(fù)合隔熱活塞氣隙隔熱機(jī)理研究及整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 趙冠華.北京理工大學(xué) 2016
[10]鋁合金活塞銷孔加工工藝優(yōu)化研究[D]. 宮兆超.山東大學(xué) 2015



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