专利名称：非连续回转表面铸铁镶圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及活塞制作零部件领域，具体涉及一种铸铁镶圈。
背景技术：
活塞是发动机的“心脏”，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。为了提高活塞的使用寿命，人们将铝合金活塞改成铸铁活塞。这样铝环槽改成了铸铁环槽，耐磨性大为提高。但是这样设计后活塞的重量成倍增加、运动惯性加大，对连杆、曲轴、轴瓦乃至整个发动机带来很多不利影响。于是人们将铸铁活塞耐高温耐磨损、铝活塞重量轻结合起来，在活塞环槽部位用铸铁做一个耐磨镶圈，浇铸活塞时镶铸进去，而活塞其余部分仍用铝合金。这样的活塞，其环槽像铸铁一样耐高温耐磨损，重量像招合金一样轻。活塞本体材料铝基体与铸铁镶圈之间的粘结质量是影响活塞质量的关键因素。如果活塞在制造过程中活塞本体与铸铁镶圈之间的粘结不好，活塞在使用过程中铸铁镶圈与铝活塞之间容易产生松动，则可能会导致活塞环岸断裂，发动机失效而不能工作。在活塞的机械加工过程中，在加工活塞环槽时，铸铁镶圈受到切向的机械加工外力，铸铁镶圈有与铝基体剥离的倾向。由于加工环槽而产生的不合格品是活塞机械加工过程中所有不合格品的主要来源。参照图I、图I. I、图2，现有的铸铁镶圈内侧面I呈回转表面，如光滑圆柱面，上侧面2和下侧面3也为回转表面，如光滑平面。这种表面为回转面的铸铁镶圈抵抗切向机械加工力的能力不强。由于铸铁镶圈与铝活塞本体材料的热膨胀系数有一定差异，在交变的机械负荷和冷热负荷的作用下，如果铸铁镶圈与活塞本体之间的粘结不好，则铸铁镶圈与铝活塞之间有产生松动的可能，一旦产生松动则可能会导致活塞环岸断裂，发动机失效而不能工作。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种非连续回转表面铸铁镶圈，解决以上技术问题。本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现非连续回转表面铸铁镶圈，包括一镶圈主体，所述镶圈主体呈圆环状，其特征在于，所述镶圈主体的内侧面为非连续回转面。所述镶圈主体的内侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。所述镶圈主体的上侧面为非连续回转面。优选，所述镶圈主体的上侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。所述镶圈主体的下侧面为非连续回转面。优选，所述镶圈主体的下侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。镶圈主体作为嵌入件铸造于铝活塞头部，用于提高环槽部位的高温强度和耐磨性。本发明通过机械加工或非机械加工的方法在镶圈的内侧面、上侧面或下侧面产生凸起或凹槽或波浪式的起伏特征。这种镶圈表面的非连续回转面使镶圈和活塞铝基体结合更为紧密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞机械加工中的不合格品数量。在活塞的使用过程中，提高抵抗铸铁镶圈剥离活塞本体材料的能力，提高活塞的可靠性。同时由于增加了镶圈与铝基体的接触面积，更有利于活塞头部热量从镶圈传出，从而降低活塞的头部温度，提高活塞的可靠性。
所述非连续回转面可以单独设在镶圈的内侧面或上侧面或下侧面。也可以同时设在镶圈的内侧面、上侧面和下侧面。也可以同时设在镶圈的内侧面和上侧面或内侧面和下侧面。也可以同时设在镶圈上侧面和下侧面。所述镶圈主体为采用奥氏体铸铁制成。以便增加镶圈主体的耐磨性。所述镶圈主体为采用高镍奥氏体铸铁制成。高镍奥氏体铸铁的热膨胀系统与铝材料接近，能进一步减少镶圈主体的松动或脱落。有益效果由于采用上述技术方案，本发明能使镶圈与铝基体结合更为紧密，可以承受更大的切削力，减少活塞制造过程中的不合格品，减少使用过程中由于镶圈主体剥离铝基体而发生的失效可能性，同时降低活塞头部温度，提高活塞的可靠性。
图I为传统的铸铁镶圈的立体图；图I. I为传统的铸铁镶圈的立体剖面图；图2为传统的铸铁镶圈的俯视图；图3为本发明内侧面有一个凸起特征的立体图；图4为本发明内侧面有一个凸起特征的俯视图；图5为本发明内侧面有多个凸起特征的立体图；图6为本发明内侧面有多个凸起特征的俯视图；图7为本发明内侧面有一个凹槽特征的立体图；图8为本发明内侧面有一个凹槽特征的俯视图；图9为本发明内侧面有多个凹槽特征的立体图；图10为本发明内侧面有多个凹槽特征的俯视图；图11为本发明内侧面有波浪式的起伏特征的立体图；图12为本发明内侧面有波浪式的起伏特征的俯视图；图13为本发明上侧面有一个凸起特征的立体图；图14为本发明上侧面有一个凸起特征的俯视图；图15为本发明上侧面有多个凸起特征的立体图；图16为本发明上侧面有多个凸起特征的俯视图；图17为本发明上侧面有一个凹槽特征的立体图；图18为本发明上侧面有一个凹槽特征的俯视图；图19为本发明上侧面有多个凹槽特征的立体图；图20为本发明上侧面有多个凹槽特征的俯视图；图21为本发明上侧面有波浪式的起伏特征的立体图；图22为本发明上侧面有波浪式的起伏特征的俯视图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。参照图3到图22,非连续回转表面铸铁镶圈,包括一镶圈主体,镶圈主体呈圆环状，镶圈主体的内侧面为非连续回转面。镶圈主体的内侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。镶圈主体的上侧面为非连续回转面。优选，镶圈主体的上侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。镶圈主体的下侧面为非连续回转面。优选，镶圈主体的下侧面设有凸起或凹槽，或呈起伏的波浪式。
镶圈主体作为嵌入件铸造于铝活塞头部，用于提高环槽部位的高温强度和耐磨性。本发明通过机械加工或非机械加工的方法在镶圈的内侧面、上侧面或下侧面产生凸起或凹槽或波浪式的起伏特征。这种镶圈表面的非连续回转面使镶圈和活塞铝基体结合更为紧密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞机械加工中的不合格品数量。在活塞的使用过程中，提高抵抗铸铁镶圈剥离活塞本体材料的能力，提高活塞的可靠性。同时由于增加了镶圈与铝基体的接触面积，更有利于活塞头部热量从镶圈传出，从而降低活塞的头部温度，提高活塞的可靠性。非连续回转面可以单独设在镶圈的内侧面或上侧面或下侧面。也可以同时设在镶圈的内侧面、上侧面和下侧面。也可以同时设在镶圈的内侧面和上侧面或内侧面和下侧面。也可以同时设在镶圈上侧面和下侧面。镶圈主体可以为采用奥氏体铸铁制成。以便增加镶圈主体的耐磨性。镶圈主体也可以为采用高镍奥氏体铸铁制成。高镍奥氏体铸铁的热膨胀系统与铝材料接近，能进一步减少镶圈主体的松动或脱落。参照图I、图2，传统的铸铁镶圈的内侧面呈光滑的回转表面，铝基体在连续回转表面上限制铸铁镶圈剥离的力明显小于本发明铝基体在非连续回转表面上限制铸铁镶圈剥离的力。本发明的实施方式还包括将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征单独设在镶圈的内侧面；将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征单独设在镶圈的上侧面；将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征单独设在镶圈的下侧面；将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征同时设在镶圈的内侧面和上侧面和下侧面。将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征同时设在镶圈的内侧面和上侧面；将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征同时设在镶圈内侧面和下侧面；将凸起或凹槽或波浪式的起伏特征同时设在镶圈上侧面和下侧面。参照图3、图4，镶圈主体的内侧面I可以仅设有一个凸起。参照图5、图6，镶圈主体的内侧面I可以设有多个凸起，多个凸起均匀设置在镶圈主体的内侧面I上。参照图7、图8，镶圈主体的内侧面I可以仅设有一个凹槽。参照图9、图10，镶圈主体的内侧面I可以设有多个凹槽，多个凹槽均匀设置在镶圈主体的内侧面I上。
参照图11、图12，镶圈主体的内侧面I可以设有波浪式起伏结构。参照图13、图14，镶圈主体的上侧面2可以仅设有一个凸起。参照图15、图16，镶圈主体的上侧面2可以设有多个凸起，多个凸起均匀设置在镶圈主体的内侧面I上。参照图17、图18，镶圈主体的上侧面2可以仅设有一个凹槽。参照图19、图20，镶圈主体的上侧面2可以设有多个凹槽，多个凹槽均匀设置在镶圈主体的上侧面2上。
参照图21、图22，镶圈主体的上侧面2可以设有波浪式起伏结构。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.非连续回转表面铸铁镶圈，包括一镶圈主体，所述镶圈主体呈圆环状，其特征在于，所述镶圈主体的内侧面为非连续回转面。
2.根据权利要求I所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体的内侧面设有凸起、凹槽或起伏的波浪式中的一种。
3.根据权利要求I所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体的上侧面为非连续回转面。
4.根据权利要求3所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体的上侧面设有凸起、凹槽或呈起伏的波浪式中的一种。
5.根据权利要求I或3所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体的下侧面为非连续回转面。
6.根据权利要求5所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体的下侧面设有凸起、凹槽或呈起伏的波浪式中的一种。
7.根据权利要求I所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体为采用奥氏体铸铁制成。
8.根据权利要求I所述的非连续回转表面铸铁镶圈，其特征在于所述镶圈主体为采用高镍奥氏体铸铁制成。
全文摘要
本发明涉及活塞制作零部件领域，具体涉及一种铸铁镶圈。非连续回转表面铸铁镶圈，包括镶圈主体，镶圈主体呈圆环状，镶圈主体的内侧面、上侧面或下侧面为非连续回转面。由于采用上述技术方案，本发明镶圈与铝基体结合更为紧密，可以承受更大的切向加工力，有效降低活塞机械加工中的不合格品数量。在活塞的使用过程中，提高抵抗铸铁镶圈剥离活塞本体材料的能力，提高活塞的可靠性。同时由于增加了镶圈与铝基体的接触面积，更有利于活塞头部热量从镶圈传出，从而降低活塞的头部温度，提高活塞的可靠性。
文档编号F02F3/08GK102628409SQ20121004111
公开日2012年8月8日 申请日期2012年2月22日 优先权日2011年12月6日
发明者单山嵩, 徐浩, 李奇, 柳隽卓, 柴海啸, 程桂森, 马振飞 申请人:马勒技术投资(中国)有限公司