制造活塞或活塞轴的锻造方法
制造活塞或活塞轴的锻造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于活塞或活塞轴(1)的锻造方法，所述活塞或活塞轴(1)包括两个轴壁(2)和与所述轴壁(2)连接的两个套筒壁(3)，其中，利用第一锻造模(5)，所述轴壁(2)被锻造为朝外至少轻微地呈锥形，且所述套筒壁(3)被锻造为具有毂内侧(7)和毂外侧(8)，该毂内侧(7)相对于活塞轴线(6)基本平行或轻微地倾斜，该毂外侧(8)至少轻微地朝内指向自由端；利用第二锻造模(9)，使所述套筒壁(3)成型，使得所述套筒壁的毂外侧(8)相对于所述活塞轴线(6)基本平行走向，或以倾斜方式朝外走向，所述套筒壁的毂内侧(7)朝外向所述自由端走向；且，在利用第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)成型时，所述轴壁(2)同时收缩至与所述活塞轴线(6)基本平行的位置。以此方式，活塞轴(1)能相对经济且重量优化的方式制造。
【专利说明】制造活塞或活塞轴的锻造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种制造活塞或活塞轴的锻造方法。本发明还涉及根据所述方法制得 的活塞轴，以及用于实施该方法的锻造装置。
【背景技术】
[0002]为了使用于内燃机中发生燃烧的空间闭合，现有的活塞在活塞头部的区域通常形 成为圆柱形。为了减轻活塞的重量，用于容纳活塞销的销毂相对于活塞轴的直径向内回缩。 由于该情况，可节省外部区域中的材料，从而能实现重量减轻。
[0003]然而，通常，这种具有向内偏置的销毂的销在所述销毂高度处以及所述销毂下方 的部分圆周上还必须具有轴壁区，在安装于内燃机的圆筒内之后，销借由该轴壁区抵靠圆 筒壁，并能在其上得到支撑。这些轴壁区在加压侧和反压侧上还称作荷载承壁区，因为它们 的作用是在圆筒内引导活塞。上述轴壁区特别防止顶部和底部的死顶尖中不期望的围绕销 的轴向的倾斜。两个轴壁区和两个轴壁利用包含活塞销毂的套筒壁连接。
[0004]EP0838587B2公开了具有轴壁和连接轴壁的套筒壁的活塞，该套筒壁遵循轴壁的 边线轮廓，该轴壁沿着活塞轴向方向运转。在此情况下，两个轴壁的宽度被设计为朝向活塞 轴的下端变大，由此，两个套筒壁是斜的，并以使得在下部区域中它们之间的距离大于在上 部区域中的距离的方式相对于彼此倾斜。换句话说，连接的壁一定程度上彼此锥形走向。由 此能节省尤其是在轴壁能制成较窄的区段中的其它材料。
[0005]EP1348859B2公开了具有斜的套筒壁的另一活塞。
[0006]此外，DE102006020861B4公开了用于在模具中制造衬套状锻造部件的一步锻造方 法，其中首先将生坯置于单个模腔内。上述模腔具有外模具环、下模芯和上模芯，通过下模 芯能驱动下喷射器，通过上模芯能驱动上喷射器，负抽取锥形提供于上模芯的腔体内。然 后，闭合模具，并通过将模芯朝向彼此压合使生坯再成型，可能利用喷射器的组合驱动和模 具的同时打开来喷射已制造完成的活塞。具体地，通过根据本发明的方法应该能拓宽模的 用处。
[0007]本发明致力于提供一种改进的锻造活塞轴的方法，借助于所述方法，可相对简单 由此经济地制造具有斜的套筒壁的重量减轻的活塞。
[0008]根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式形成从属权利 要求的主题。
【发明内容】
[0009]本发明基于设计一种锻造方法以分两个阶段制造活塞轴的总体思想:在第一阶段 中用第一锻造模进行锻造，且在随后的第二阶段中用第二锻造模进行锻造。所述活塞轴以 公知的方法具有两个轴壁和与所述轴壁连接的两个套筒壁。在根据本发明的锻造方法中， 然后用第一锻造模将所述轴壁锻造为朝外至少轻微地呈锥形，且所述套筒壁被锻造为具有 基本与活塞轴线平行的毂内侧，以及向内指向至自由端的毂外侧。所述轴壁能以弯曲的或笔直的锥形方式向外侧变宽。轻微变宽对于更好地从模具中取出是必要的。然后，在第二 阶段，以如下方式用第二锻造模使所述套筒壁变形:所述套筒壁的毂外侧基本平行于所述 活塞轴线运行，或轻微朝外打开，且所述套筒壁的毂内侧向外朝向所述自由端运行。在利 用第二锻造模使所述套筒壁再成型的过程中，所述轴壁同时收缩至优选与所述活塞轴线平 行的位置。利用根据本发明的两阶段的锻造方法，在第一锻造阶段预锻造如前已知的活塞 坯体，所述套筒壁可视地垂直地形成，即基本与活塞轴线平行，考虑必需的锻造倾斜。所述 毂外侧相应于所述锻造倾斜对角地向下走向，同时所述毂内侧基本平行于所述活塞轴线走 向，即在当前情况下基本垂直。在第一锻造阶段，各个轴区域，即各个轴壁同时以朝向底部 至少轻微增大的直径同时锻造。增大的直径与壁厚无关，但是与轴壁的锥形排列有关。在 随后的第二阶段中，活塞的内部形状利用第二锻造模至少在整个内部高度的部分区域中锥 形变宽，在最简单的情况中所述第二锻造模仅由相应的内芯和第一锻造阶段中已使用的模 组成，由此毂的外轮廓垂直走向，或以向外倾斜的方式走向，且套筒壁对角地向下和向外走 向。同时，起始太大的轴直径在轴壁的区域中向内收缩，从而对应于待锻造的活塞轴的最终 轮廓变形。根据本发明的方法的根本优点在于其简单性，因此，即使是以前只能极端困难锻 造的斜的套筒壁也能以根据本发明的方法相对简单地，从而也经济地制造。
[0010]在根据本发明的方案的有利发展中，所述活塞轴由铝合金锻造，然后经退火和/ 或回火，具体地进行17热处理工艺。铝材料的机械性能具体能通过目的热处理，诸如回火 或溶液退火额外提高。热处理的原理在于通过刚好在液相线下的温度下溶液退火并随后在 水或油中淬火生成超饱和的混合晶体。更多的外来原子由此溶解在金属结构中，其对应于 室温下的平衡状态。作为目的热处理和由此的目的人工老化的结果，以超饱和形式存在于 金属结构中的外来原子然后通过扩散为分散性沉淀物沉淀出来。具体地，在17热处理的 情况下，可实现较高的伸长率，但由于沉淀物的凝聚而具有较低的强度。T7热处理的优点 在于，因为结构已完全处于平衡状态，从而在实际应用中的各组件的温度负载期间不会发 生尺寸变化，且机械性能也不再变化。对于铝合金，随后紧接有人工老化的溶液退火特别合 适，借助于该溶液退火，通过沉淀硬化可实现强度增大。对于常规的活塞合金，溶液退火在 480?550°C的温度下进行，选择该温度使得充足量的合金元素溶解在混合晶体中，从而在 淬火和人工老化后也确实出现硬化效果。在此情况下的判定参数具体为溶液退火温度、初 次退火时间、冷却剂温度、淬火时的活塞轴温度以及人工老化温度和时间段。
[0011]作为本发明的另一个有利发展，活塞或活塞轴由铁合金锻造，然后经适当冷却或 热处理，以实现必要的强度和理想的内应力状态。在后续的处理过程中可通过结合(例如 通过焊接、粘合剂接合、焊料接合等)或螺钉紧固由锻造部件制造完整的单片活塞或活塞 下部，该活塞下部与活塞上部组合制造活塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本发明的其它重要特征和优点可发现于所附权利要求、附图以及利用附图的相关 【专利附图】
【附图说明】中。
[0013]上述特征以及下文将要解释的特征不仅能以分别列举的组合使用，还能以其它组 合使用，或单独使用，而不背离本发明的范围，这是不言自明的。
[0014]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，相同的附图标记指代相同或相似或功能相当的组件。
[0015]附图中，
[0016]图1示意性示出了根据本发明的两阶段锻造方法，用于在第一阶段中制备活塞 轴；
[0017]图2示例性示出了根据本发明的两阶段锻造方法第二锻造阶段的图示；
[0018]图3示例性示出了如图1中所示的图示，但在第一锻造阶段期间，具有单独的封闭 的第二锻造模；
[0019]图4示例性示出了如图2中所示的图示，但在第二锻造阶段期间，具有散布的两部 分的第二锻造模。
【具体实施方式】
[0020]根据图1至图4，示出了用于制造活塞或活塞轴I的锻造方法，该活塞或活塞轴I 具有两个轴壁2和两个套筒壁3，套筒壁3与所述轴壁2连接。图1和图2分别分成左侧半 图和右侧半图，该左侧半图示出了与销的轴线4正交的截面图，且该右侧半图示出了与销 的轴线4平行的截面图。作为对比，图3和图4分别示出了与销的轴线4平行的完整截面 图。
[0021]图1和图3分别示出了根据本发明包括两个阶段的锻造方法的第一锻造阶段，而 图2和图4分别示出了相关的第二锻造阶段。根据本发明，在第一锻造阶段/阶段(比较 图1和图3)，第一锻造模5用于锻造轴壁2为朝外至少轻微地呈锥形，并锻造套筒壁3具有 毂内侧7和毂外侧8，该毂内侧7与活塞轴线6基本平行，且该毂外侧8指向自由端，在这种 情况下它是朝下且朝内的。在根据图3和图4的截面图中不能看到轴壁2，因为它们位于 图片平面的上方和下方。在根据本发明的锻造方法的第二锻造阶段/阶段(比较图2和图 4)，第二锻造模9用于以如下方式使套筒壁3再成型，其毂内侧8指向与活塞轴线6基本平 行或轻微朝外(比较图2的虚线)，且其毂内侧7指向自由端，这在该情况下是朝下且朝上 的。在利用第二锻造模9使套筒壁3再成型的过程中，将轴壁2同时收缩至基本与活塞轴 线6平行的位置处，从而限定活塞轴I的外径。
[0022]通常，用根据本发明的锻造方法当然能只锻造一个活塞轴I或活塞下部或其他完 整的活塞。在再成型的过程中，即在第二锻造阶段期间利用第二锻造模9使套筒壁3变宽 的过程中，通过使套筒壁3变宽直至它们抵靠第二锻造模9的外侧面10，平行于活塞轴线6 来使轴壁2朝内收缩。在图2的截面图中，与第一锻造模5的外侧面10’相比，该外侧面10 没有锥形走向，但与活塞轴线6基本平行。
[0023]在相应的锻造阶段期间，将第一锻造模5和第二锻造模9压靠在模11上，活塞轴 I位于锻造模5、9以及模11之间，或者在整个锻造过程中保留在模11中，即容纳该模的锻 造装置12中，或者在用第一锻造模5锻造和用第二锻造模9锻造之间，即第一锻造阶段和 第二锻造阶段之间被取出并加热。当然，完成第一锻造阶段后在锻造装置12中的直接加热 也是容易想到的。
[0024]活塞轴I例如可由铝合金、镁合金、陶瓷或铁类材料以及也日益容易想到的塑料 锻造。为了使由铝合金锻造的活塞轴I硬化并回火，铝合金然后可被退火和/或回火，特别 是进行已知为T7热处理的。在这种通常发生在淬火之后的热处理的情况下，以超饱和形式存在于金属结构中的外来原子应通过扩散为分散性沉淀物沉淀出来。在预先已完成的例如 在油或水中的淬火过程中，与应当和室温下的平衡状态相对应相比，更多的外来原子溶解 于金属结构中。该应力状态可通过随后的回火或热处理减轻。
[0025]如果观察到图4的第二锻造模9，可看出其形成为分离的锻造模，例如图3的第一 锻造模。根据图3进行第一锻造阶段，类似于图1的第一锻造阶段，毂内侧7形成为与活塞 轴线6平行，且毂外侧8倾斜地朝外及朝内走向。在随后的第二锻造阶段中，第一锻造模5 被第二锻造模9取代，第二锻造模9通过例如利用边缘13散布使套筒壁3变形，使得其毂 外侧8平行于活塞轴线6走向，且其毂内侧7相对其倾斜走向。同时，轴壁2朝内收缩，然 而，这并未基于图3和图4的所选截面图不出。
[0026]利用根据本发明的方法以及根据本发明的锻造装置12，特别能相对简单经济地制 得具有斜的套筒壁3的活塞和活塞轴1，借助于该斜的套筒壁3，能实现材料节约，由此实现
重量减轻。
【权利要求】
1.一种用于制造活塞或活塞轴(I)的锻造方法，所述活塞或活塞轴(I)具有两个轴壁(2)以及与所述轴壁(2)连接的套筒壁(3)，其中:第一锻造模(5)用于锻造所述轴壁(2)为朝外至少轻微地呈锥形，以及具有毂内侧(7) 和毂外侧⑶的所述套筒壁(3)，所述毂内侧(7)基本平行于活塞轴线(6)走向，或者向底 部朝外轻微地倾斜布置，所述毂外侧(8)至少轻微地朝内指向自由端；第二锻造模(9)用于使所述套筒壁(3)再成型，以使得所述套筒壁(3)的毂外侧(8) 基本平行于所述活塞轴线(6)走向，或者朝外轻微地倾斜走向，且所述套筒壁(3)的毂内侧(7)朝外向所述自由端走向；在利用所述第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)再成型的过程中，所述轴壁(2)同时收 缩至与所述活塞轴线(6)基本平行的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)再成型的过程中，所述轴壁(2)抵靠与 所述活塞轴线(6)基本平行的所述第二锻造模(9)的侧面(10)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在锻造期间，所述第一和第二锻造模(5，9)被压靠在模(11)上，其中在整个锻造过程 期间，位于所述锻造模(5，9)以及所述模(11)之间的所述活塞轴(I)保留在所述模(11)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在用所述第一锻造模(5)锻造和用所述第二锻造模(9)锻造之间加热待锻造的活塞轴⑴。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述活塞轴(I)由铝合金、镁合金、陶瓷或铁类材料锻造。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述活塞轴(I)由铝合金锻造，然后进行退火和/或回火，特别进行17热处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还与所述活塞轴(I) 一起锻造活塞头部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，至少所述第二锻造模(9)被形成为独立的锻造模，并特别利用边缘(13)散布以使所述 套筒壁(3)再成型。
9.一种用于多部分活塞或接合活性的活塞轴(I)，用根据前述权利要求中任一项所述 的方法制造。
10.一种单部分活塞(I)，用根据权利要求1?8中任一项所述的方法制造。
11.一种锻造装置(12)，用于实施根据权利要求1?8中任一项所述的方法，所述锻造 装置(12)包括模(11)、第一锻造模(5)以及第二锻造模(9)。
【文档编号】B21K1/18GK103596711SQ201280027439
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】沃尔夫冈·伊布勒 申请人:马勒国际有限公司
【专利摘要】本发明涉及一种用于活塞或活塞轴(1)的锻造方法，所述活塞或活塞轴(1)包括两个轴壁(2)和与所述轴壁(2)连接的两个套筒壁(3)，其中，利用第一锻造模(5)，所述轴壁(2)被锻造为朝外至少轻微地呈锥形，且所述套筒壁(3)被锻造为具有毂内侧(7)和毂外侧(8)，该毂内侧(7)相对于活塞轴线(6)基本平行或轻微地倾斜，该毂外侧(8)至少轻微地朝内指向自由端；利用第二锻造模(9)，使所述套筒壁(3)成型，使得所述套筒壁的毂外侧(8)相对于所述活塞轴线(6)基本平行走向，或以倾斜方式朝外走向，所述套筒壁的毂内侧(7)朝外向所述自由端走向；且，在利用第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)成型时，所述轴壁(2)同时收缩至与所述活塞轴线(6)基本平行的位置。以此方式，活塞轴(1)能相对经济且重量优化的方式制造。
【专利说明】制造活塞或活塞轴的锻造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种制造活塞或活塞轴的锻造方法。本发明还涉及根据所述方法制得 的活塞轴，以及用于实施该方法的锻造装置。
【背景技术】
[0002]为了使用于内燃机中发生燃烧的空间闭合，现有的活塞在活塞头部的区域通常形 成为圆柱形。为了减轻活塞的重量，用于容纳活塞销的销毂相对于活塞轴的直径向内回缩。 由于该情况，可节省外部区域中的材料，从而能实现重量减轻。
[0003]然而，通常，这种具有向内偏置的销毂的销在所述销毂高度处以及所述销毂下方 的部分圆周上还必须具有轴壁区，在安装于内燃机的圆筒内之后，销借由该轴壁区抵靠圆 筒壁，并能在其上得到支撑。这些轴壁区在加压侧和反压侧上还称作荷载承壁区，因为它们 的作用是在圆筒内引导活塞。上述轴壁区特别防止顶部和底部的死顶尖中不期望的围绕销 的轴向的倾斜。两个轴壁区和两个轴壁利用包含活塞销毂的套筒壁连接。
[0004]EP0838587B2公开了具有轴壁和连接轴壁的套筒壁的活塞，该套筒壁遵循轴壁的 边线轮廓，该轴壁沿着活塞轴向方向运转。在此情况下，两个轴壁的宽度被设计为朝向活塞 轴的下端变大，由此，两个套筒壁是斜的，并以使得在下部区域中它们之间的距离大于在上 部区域中的距离的方式相对于彼此倾斜。换句话说，连接的壁一定程度上彼此锥形走向。由 此能节省尤其是在轴壁能制成较窄的区段中的其它材料。
[0005]EP1348859B2公开了具有斜的套筒壁的另一活塞。
[0006]此外，DE102006020861B4公开了用于在模具中制造衬套状锻造部件的一步锻造方 法，其中首先将生坯置于单个模腔内。上述模腔具有外模具环、下模芯和上模芯，通过下模 芯能驱动下喷射器，通过上模芯能驱动上喷射器，负抽取锥形提供于上模芯的腔体内。然 后，闭合模具，并通过将模芯朝向彼此压合使生坯再成型，可能利用喷射器的组合驱动和模 具的同时打开来喷射已制造完成的活塞。具体地，通过根据本发明的方法应该能拓宽模的 用处。
[0007]本发明致力于提供一种改进的锻造活塞轴的方法，借助于所述方法，可相对简单 由此经济地制造具有斜的套筒壁的重量减轻的活塞。
[0008]根据本发明该问题通过独立权利要求的主题解决。有利的实施方式形成从属权利 要求的主题。
【发明内容】
[0009]本发明基于设计一种锻造方法以分两个阶段制造活塞轴的总体思想:在第一阶段 中用第一锻造模进行锻造，且在随后的第二阶段中用第二锻造模进行锻造。所述活塞轴以 公知的方法具有两个轴壁和与所述轴壁连接的两个套筒壁。在根据本发明的锻造方法中， 然后用第一锻造模将所述轴壁锻造为朝外至少轻微地呈锥形，且所述套筒壁被锻造为具有 基本与活塞轴线平行的毂内侧，以及向内指向至自由端的毂外侧。所述轴壁能以弯曲的或笔直的锥形方式向外侧变宽。轻微变宽对于更好地从模具中取出是必要的。然后，在第二 阶段，以如下方式用第二锻造模使所述套筒壁变形:所述套筒壁的毂外侧基本平行于所述 活塞轴线运行，或轻微朝外打开，且所述套筒壁的毂内侧向外朝向所述自由端运行。在利 用第二锻造模使所述套筒壁再成型的过程中，所述轴壁同时收缩至优选与所述活塞轴线平 行的位置。利用根据本发明的两阶段的锻造方法，在第一锻造阶段预锻造如前已知的活塞 坯体，所述套筒壁可视地垂直地形成，即基本与活塞轴线平行，考虑必需的锻造倾斜。所述 毂外侧相应于所述锻造倾斜对角地向下走向，同时所述毂内侧基本平行于所述活塞轴线走 向，即在当前情况下基本垂直。在第一锻造阶段，各个轴区域，即各个轴壁同时以朝向底部 至少轻微增大的直径同时锻造。增大的直径与壁厚无关，但是与轴壁的锥形排列有关。在 随后的第二阶段中，活塞的内部形状利用第二锻造模至少在整个内部高度的部分区域中锥 形变宽，在最简单的情况中所述第二锻造模仅由相应的内芯和第一锻造阶段中已使用的模 组成，由此毂的外轮廓垂直走向，或以向外倾斜的方式走向，且套筒壁对角地向下和向外走 向。同时，起始太大的轴直径在轴壁的区域中向内收缩，从而对应于待锻造的活塞轴的最终 轮廓变形。根据本发明的方法的根本优点在于其简单性，因此，即使是以前只能极端困难锻 造的斜的套筒壁也能以根据本发明的方法相对简单地，从而也经济地制造。
[0010]在根据本发明的方案的有利发展中，所述活塞轴由铝合金锻造，然后经退火和/ 或回火，具体地进行17热处理工艺。铝材料的机械性能具体能通过目的热处理，诸如回火 或溶液退火额外提高。热处理的原理在于通过刚好在液相线下的温度下溶液退火并随后在 水或油中淬火生成超饱和的混合晶体。更多的外来原子由此溶解在金属结构中，其对应于 室温下的平衡状态。作为目的热处理和由此的目的人工老化的结果，以超饱和形式存在于 金属结构中的外来原子然后通过扩散为分散性沉淀物沉淀出来。具体地，在17热处理的 情况下，可实现较高的伸长率，但由于沉淀物的凝聚而具有较低的强度。T7热处理的优点 在于，因为结构已完全处于平衡状态，从而在实际应用中的各组件的温度负载期间不会发 生尺寸变化，且机械性能也不再变化。对于铝合金，随后紧接有人工老化的溶液退火特别合 适，借助于该溶液退火，通过沉淀硬化可实现强度增大。对于常规的活塞合金，溶液退火在 480?550°C的温度下进行，选择该温度使得充足量的合金元素溶解在混合晶体中，从而在 淬火和人工老化后也确实出现硬化效果。在此情况下的判定参数具体为溶液退火温度、初 次退火时间、冷却剂温度、淬火时的活塞轴温度以及人工老化温度和时间段。
[0011]作为本发明的另一个有利发展，活塞或活塞轴由铁合金锻造，然后经适当冷却或 热处理，以实现必要的强度和理想的内应力状态。在后续的处理过程中可通过结合(例如 通过焊接、粘合剂接合、焊料接合等)或螺钉紧固由锻造部件制造完整的单片活塞或活塞 下部，该活塞下部与活塞上部组合制造活塞。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]本发明的其它重要特征和优点可发现于所附权利要求、附图以及利用附图的相关 【专利附图】
【附图说明】中。
[0013]上述特征以及下文将要解释的特征不仅能以分别列举的组合使用，还能以其它组 合使用，或单独使用，而不背离本发明的范围，这是不言自明的。
[0014]本发明的优选示例性实施方式示于附图中，并在以下说明中得到更详细地解释，相同的附图标记指代相同或相似或功能相当的组件。
[0015]附图中，
[0016]图1示意性示出了根据本发明的两阶段锻造方法，用于在第一阶段中制备活塞 轴；
[0017]图2示例性示出了根据本发明的两阶段锻造方法第二锻造阶段的图示；
[0018]图3示例性示出了如图1中所示的图示，但在第一锻造阶段期间，具有单独的封闭 的第二锻造模；
[0019]图4示例性示出了如图2中所示的图示，但在第二锻造阶段期间，具有散布的两部 分的第二锻造模。
【具体实施方式】
[0020]根据图1至图4，示出了用于制造活塞或活塞轴I的锻造方法，该活塞或活塞轴I 具有两个轴壁2和两个套筒壁3，套筒壁3与所述轴壁2连接。图1和图2分别分成左侧半 图和右侧半图，该左侧半图示出了与销的轴线4正交的截面图，且该右侧半图示出了与销 的轴线4平行的截面图。作为对比，图3和图4分别示出了与销的轴线4平行的完整截面 图。
[0021]图1和图3分别示出了根据本发明包括两个阶段的锻造方法的第一锻造阶段，而 图2和图4分别示出了相关的第二锻造阶段。根据本发明，在第一锻造阶段/阶段(比较 图1和图3)，第一锻造模5用于锻造轴壁2为朝外至少轻微地呈锥形，并锻造套筒壁3具有 毂内侧7和毂外侧8，该毂内侧7与活塞轴线6基本平行，且该毂外侧8指向自由端，在这种 情况下它是朝下且朝内的。在根据图3和图4的截面图中不能看到轴壁2，因为它们位于 图片平面的上方和下方。在根据本发明的锻造方法的第二锻造阶段/阶段(比较图2和图 4)，第二锻造模9用于以如下方式使套筒壁3再成型，其毂内侧8指向与活塞轴线6基本平 行或轻微朝外(比较图2的虚线)，且其毂内侧7指向自由端，这在该情况下是朝下且朝上 的。在利用第二锻造模9使套筒壁3再成型的过程中，将轴壁2同时收缩至基本与活塞轴 线6平行的位置处，从而限定活塞轴I的外径。
[0022]通常，用根据本发明的锻造方法当然能只锻造一个活塞轴I或活塞下部或其他完 整的活塞。在再成型的过程中，即在第二锻造阶段期间利用第二锻造模9使套筒壁3变宽 的过程中，通过使套筒壁3变宽直至它们抵靠第二锻造模9的外侧面10，平行于活塞轴线6 来使轴壁2朝内收缩。在图2的截面图中，与第一锻造模5的外侧面10’相比，该外侧面10 没有锥形走向，但与活塞轴线6基本平行。
[0023]在相应的锻造阶段期间，将第一锻造模5和第二锻造模9压靠在模11上，活塞轴 I位于锻造模5、9以及模11之间，或者在整个锻造过程中保留在模11中，即容纳该模的锻 造装置12中，或者在用第一锻造模5锻造和用第二锻造模9锻造之间，即第一锻造阶段和 第二锻造阶段之间被取出并加热。当然，完成第一锻造阶段后在锻造装置12中的直接加热 也是容易想到的。
[0024]活塞轴I例如可由铝合金、镁合金、陶瓷或铁类材料以及也日益容易想到的塑料 锻造。为了使由铝合金锻造的活塞轴I硬化并回火，铝合金然后可被退火和/或回火，特别 是进行已知为T7热处理的。在这种通常发生在淬火之后的热处理的情况下，以超饱和形式存在于金属结构中的外来原子应通过扩散为分散性沉淀物沉淀出来。在预先已完成的例如 在油或水中的淬火过程中，与应当和室温下的平衡状态相对应相比，更多的外来原子溶解 于金属结构中。该应力状态可通过随后的回火或热处理减轻。
[0025]如果观察到图4的第二锻造模9，可看出其形成为分离的锻造模，例如图3的第一 锻造模。根据图3进行第一锻造阶段，类似于图1的第一锻造阶段，毂内侧7形成为与活塞 轴线6平行，且毂外侧8倾斜地朝外及朝内走向。在随后的第二锻造阶段中，第一锻造模5 被第二锻造模9取代，第二锻造模9通过例如利用边缘13散布使套筒壁3变形，使得其毂 外侧8平行于活塞轴线6走向，且其毂内侧7相对其倾斜走向。同时，轴壁2朝内收缩，然 而，这并未基于图3和图4的所选截面图不出。
[0026]利用根据本发明的方法以及根据本发明的锻造装置12，特别能相对简单经济地制 得具有斜的套筒壁3的活塞和活塞轴1，借助于该斜的套筒壁3，能实现材料节约，由此实现
重量减轻。
【权利要求】
1.一种用于制造活塞或活塞轴(I)的锻造方法，所述活塞或活塞轴(I)具有两个轴壁(2)以及与所述轴壁(2)连接的套筒壁(3)，其中:第一锻造模(5)用于锻造所述轴壁(2)为朝外至少轻微地呈锥形，以及具有毂内侧(7) 和毂外侧⑶的所述套筒壁(3)，所述毂内侧(7)基本平行于活塞轴线(6)走向，或者向底 部朝外轻微地倾斜布置，所述毂外侧(8)至少轻微地朝内指向自由端；第二锻造模(9)用于使所述套筒壁(3)再成型，以使得所述套筒壁(3)的毂外侧(8) 基本平行于所述活塞轴线(6)走向，或者朝外轻微地倾斜走向，且所述套筒壁(3)的毂内侧(7)朝外向所述自由端走向；在利用所述第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)再成型的过程中，所述轴壁(2)同时收 缩至与所述活塞轴线(6)基本平行的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在利用所述第二锻造模(9)使所述套筒壁(3)再成型的过程中，所述轴壁(2)抵靠与 所述活塞轴线(6)基本平行的所述第二锻造模(9)的侧面(10)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在锻造期间，所述第一和第二锻造模(5，9)被压靠在模(11)上，其中在整个锻造过程 期间，位于所述锻造模(5，9)以及所述模(11)之间的所述活塞轴(I)保留在所述模(11)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在用所述第一锻造模(5)锻造和用所述第二锻造模(9)锻造之间加热待锻造的活塞轴⑴。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述活塞轴(I)由铝合金、镁合金、陶瓷或铁类材料锻造。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述活塞轴(I)由铝合金锻造，然后进行退火和/或回火，特别进行17热处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，还与所述活塞轴(I) 一起锻造活塞头部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，至少所述第二锻造模(9)被形成为独立的锻造模，并特别利用边缘(13)散布以使所述 套筒壁(3)再成型。
9.一种用于多部分活塞或接合活性的活塞轴(I)，用根据前述权利要求中任一项所述 的方法制造。
10.一种单部分活塞(I)，用根据权利要求1?8中任一项所述的方法制造。
11.一种锻造装置(12)，用于实施根据权利要求1?8中任一项所述的方法，所述锻造 装置(12)包括模(11)、第一锻造模(5)以及第二锻造模(9)。
【文档编号】B21K1/18GK103596711SQ201280027439
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年6月27日
【发明者】沃尔夫冈·伊布勒 申请人:马勒国际有限公司
相关技术
网友询问留言
已有0条留言
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！
1