量小，W保證整體工作的穩(wěn)定性。本發(fā)明在頭部頂部設(shè)置一層陶瓷 隔熱層，可大大減少頭部所承受的熱量，減少熱量向裙部的傳遞，降低整個活塞的溫度，減 少活塞的熱疲勞程度。普通Zr〇2粉末形成的隔熱涂層存在制備過程中會引起的較大殘余 應(yīng)力和工作時產(chǎn)生的較大熱應(yīng)力，在應(yīng)力作用之下，涂層的可靠性和使用壽命將降低?？?屯、Zr化陶瓷隔熱層具有低的熱導(dǎo)率、優(yōu)異的抗高溫性能和抗熱震性，在活塞頂部設(shè)置空屯、 Zr〇2陶瓷隔熱層可W很好地減少活塞所承受的熱量，有效降低活塞工作過程中的溫度，延 長活塞的使用壽命。
[0026] 作為優(yōu)選，所述空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層所使用的空屯、ZrO2通過等離子球化法制備， 所制成的空屯、Zr〇2粉體顆粒表面光滑，流動性好，使用該空屯、ZrO2粉體制成的隔熱涂層孔 隙率適中，隔熱效果好。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種輕型耐磨汽車發(fā)動機活塞的制備方法，所述制備方法的步驟 如下：
[0028] S1、將侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑、粘結(jié)劑按比例混合，混合均勻后在300-450Mpa 壓力下壓制成發(fā)動機活塞生巧；
[0029] S2、在空屯、Zr〇2粉中加入樹脂粘結(jié)劑混勻，將混勻后的空屯、ZrO2粉涂覆在發(fā)動機 活塞生巧頭部的頂部；
[0030] S3、將步驟S2中的生巧先在300-450Mpa壓力、450-500 °C下預(yù)燒25-35min;然 后在450-500Mpa壓力下W5°C/min的速度升溫至630°C、650°C、670°C、690°C，分別保溫 0.化、0. 5h、0.化、0.她，隨后冷卻至室溫得頭部頂部有一層空屯、Zr化陶瓷隔熱層的發(fā)動機 活塞；
[0031] S4、對步驟S3中的空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層進行激光掃描，即得輕型耐磨汽車發(fā)動機 活塞成品。
[0032] 本發(fā)明選用熱壓的方法進行燒結(jié)。熱壓燒結(jié)有助于粉末顆粒的接觸和擴散、流動 等傳質(zhì)過程，降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時間，熱壓時由于粉料處于熱塑性狀態(tài)，形變阻力 小，易于塑性流動，有助于提高材料致密性，細化陶瓷晶粒，提高材料的抗彎強度和斷裂初 性。本發(fā)明將空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層與生巧進行同時燒結(jié)，并在燒結(jié)后對空屯、ZrO2陶瓷隔熱 層進行激光掃描，空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層與生巧界面處結(jié)合緊密，在使用過程中涂層不易脫 落。對生巧先進行預(yù)燒，可W減少燒結(jié)時間，降低燒結(jié)能耗。為了保證燒結(jié)產(chǎn)品的質(zhì)量，將 燒結(jié)壓力、燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間控制在上述范圍內(nèi)。壓力過小，所得到的產(chǎn)品孔隙率大，但 是強度和剛性達不到要求；壓力過大，致孔劑產(chǎn)生的氣體容易溢出，得到的產(chǎn)品孔隙率小， 密度大，達不到輕質(zhì)的要求。溫度過低和保溫時間過短不能完全燒結(jié)，溫度過高和保溫時間 過長會產(chǎn)生烙化、滲漏現(xiàn)象，從而破壞材料的性能。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有W下有益效果：本發(fā)明的汽車發(fā)動機活塞具有較高 的強度、剛度，并且質(zhì)量小，W保證最小慣性力。導(dǎo)熱性好、耐高溫、耐高壓、耐腐蝕，有充分 的散熱能力，受熱面積小?；钊c活塞套缸壁間應(yīng)有較小的摩擦系數(shù)，熱膨脹系數(shù)小，溫度 變化時，尺寸、形狀變化小，和汽缸壁間能保持較小的間隙。活塞的吸振及吸音性能好，可大 幅減少發(fā)動機工作時的震動和噪音。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明活塞的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035] W下是本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的描述， 但本發(fā)明并不限于運些實施例。
[0036] -種輕型耐磨汽車發(fā)動機活塞，包括頭部1和連接在頭部下端的裙部2,頭部2上 由下向上依次設(shè)有油環(huán)槽4和氣環(huán)槽3,油環(huán)槽4底面上開有徑向小孔5,裙部2的兩側(cè)設(shè) 有兩個相對的銷孔6,所述發(fā)動機活塞由侶合金陶瓷多孔材料制成，所述侶合金陶瓷多孔材 料由質(zhì)量比為100:巧5. 1-165.2) :(0.4-0.9):巧-12)的侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié) 劑制成。
[0037] 所述侶合金陶瓷多孔材料的孔隙率為55. 4-78. 6%，孔徑為13. 1-25. 0ym。
[0038] 所述侶合金陶瓷多孔材料中侶合金粉的粒徑為3-15ym，陶瓷粉的粒徑為 30-100nm〇
[0039] 所述侶合金粉由W下質(zhì)量百分比含量的組分組成：19.3-22.7%Si,0.9-1. 2% Cu，l. 1-2. 1 %Mg, 0.6-1. 5 %Ni,0.20-0. 35 %Mn, 0.20-0. 33 %Ti,0.05-0. 09 %C， 0. 3-0. 5%Bi,0. 05-0. 25%化，0. 7-1. 1%Re,余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。
[0040] 所述陶瓷粉包括質(zhì)量百分比為50-60%的P-SiC和質(zhì)量百分比為40-50%的皿N。 [00川所述致孔劑為致孔劑I、致孔劑II和致孔劑III的混合物，其中，在致孔劑I、致孔 劑II和致孔劑III的混合物中，所述致孔劑I的含量占混合物總質(zhì)量的10-15 %，致孔劑II的 含量占混合物總質(zhì)量的35-55%，余量為致孔劑III。致孔劑I為TiHz、ZrHz、NiHz中的一種 或幾種，致孔劑II為SrC03、CaC03、MgC03、CaMg(C03)2中的一種或幾種，致孔劑III為偶氮二甲 酷胺。
[0042] 所述致孔劑的外層包覆有一層網(wǎng)絡(luò)狀的Al2〇3涂層。
[0043] 所述發(fā)動機活塞的頭部的頂部還涂覆有一層陶瓷隔熱層，所述的陶瓷隔熱層為厚 度為0. 8-10ym的空屯、Zr〇2層。
[0044] 所述制備方法的步驟如下：
[0045] S1、將侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑、粘結(jié)劑按比例混合，混合均勻后在300-450Mpa 壓力下壓制成發(fā)動機活塞生巧；
[0046] S2、在空屯、Zr〇2粉中加入樹脂粘結(jié)劑混勻，將混勻后的空屯、ZrO2粉涂覆在發(fā)動機 活塞生巧頭部的頂部；
[0047]S3、將步驟S2中的生巧先在300-450Mpa壓力、450-500 °C下預(yù)燒25-35min;然 后在450-500Mpa壓力下W5°C/min的速度升溫至630°C、650°C、670°C、690°C，分別保溫 0.化、0. 5h、0.化、0.她，隨后冷卻至室溫得頭部頂部有一層空屯、Zr化陶瓷隔熱層的發(fā)動機 活塞；
[0048] S4、對步驟S3中的空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層進行激光掃描，即得輕型耐磨汽車發(fā)動機 活塞成品。
[0049] 下面通過具體實施例對本發(fā)明中的活塞作進一步解釋。
[0050] 實施例1
[0051] 本實施例中的發(fā)動機活塞的頭部和裙部均由侶合金陶瓷多孔材料制成，侶合金陶 瓷多孔材料由侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié)劑制成。侶合金陶瓷多孔材料的孔隙率為 55. 4%，孔徑為 13. 1ym。
[0052] 通過如下方法制得本發(fā)明的發(fā)動機活塞：
[0053]將侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié)劑按質(zhì)量比100 :55. 1 :0. 4 :9混勻，在300Mpa 壓力下壓制成發(fā)動機活塞生巧；其中，侶合金粉由W下質(zhì)量百分比含量的組分組成： 19. 3%Si,0. 9%Cu, 1. 1%Mg,0. 6%Ni,0. 20%Mn,0. 20%Ti,0. 05%C，0. 3%Bi,0. 05% 化，0.7%Re,余量為Al及不可避免的雜質(zhì)；陶瓷粉包括50%w/w的P-SiC和50%w/w的 皿N;致孔劑為占混合物總質(zhì)量12%的TiH2、40%的SrC03、48%的偶氮二甲酯胺的混合物， 致孔劑外層包覆有一層網(wǎng)絡(luò)狀A(yù)l2〇3涂層；
[0054] 在空屯、Zr〇2粉中加入樹脂粘結(jié)劑混勻，將混勻后的空屯、ZrO2粉涂覆在發(fā)動機活塞 生巧頭部的頂部；
[0055] 將發(fā)動機活塞生巧先在300Mpa壓力、450°C下預(yù)燒25min;然后在4500Mpa壓力下 ^5°(：/111111的速度升溫至 630°(：、650°(：、670°(：、690°(：，分別保溫0.化、0.511、0.化、0.她，隨 后冷卻至室溫得頭部頂部有一層厚度為0. 8ym空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層的發(fā)動機活塞；
[0056] 對空屯、Zr〇2陶瓷隔熱層進行激光掃描，即得輕型耐磨汽車發(fā)動機活塞成品。
[0057] 實施例2
[0058] 本實施例中的發(fā)動機活塞的頭部和裙部均由侶合金陶瓷多孔材料制成，侶合金陶 瓷多孔材料由侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié)劑制成。其中，侶合金陶瓷多孔材料的孔隙 率為62. 4%，孔徑為17. 3ym。
[0059] 通過如下方法制得本發(fā)明的發(fā)動機活塞：
[0060] 將侶合金粉、陶瓷粉、致孔劑和粘結(jié)劑按質(zhì)量比100 :75. 2 :0. 6 :10混勻，在 380Mpa壓力下壓制成發(fā)動機活塞生巧；其中，侶合金粉由W下質(zhì)量百分比含量的組分組 成：20. 3 %Si, 1. 0 %Cu, 1. 6 %Mg,0. 9 %Ni,0. 28 %Mn,0. 27 %Ti,0. 06 %C，0. 3 %Bi, 0. 09%化，0. 9%Re,余量為Al及不可避免的雜質(zhì)；陶瓷粉包54%w/w的0 -SiC和46%w/ W的皿N;致孔劑為占混合物總質(zhì)量13%的ZrH2、42%的CaC〇3、55%的偶氮二甲酯胺的混合 物，致孔劑外層包覆有一層網(wǎng)絡(luò)狀A(yù)l2〇3涂層；
[0061] 在空屯、Zr〇2粉中加入樹脂粘結(jié)劑混勻，將混勻后的空屯、ZrO2粉涂覆在發(fā)動機活塞 生巧頭部的頂部；
[0062] 將發(fā)動機活塞生巧先在380Mpa壓力