专利名称：铝合金活塞喷雾淬火热处理装置的制作方法
技术领域：
铝合金活塞喷雾淬火热处理装置技术领域[0001]本实用新型涉及铝合金活塞的热处理设备，特别是对铝合金活塞进行喷雾淬火 处理，以提高活塞机械性能的热处理装置。
背景技术：
[0002]铝合金材料活塞过饱和固溶处理即铝合金活塞的淬火冷却是技术难度较大的一 个环节；过饱和固溶处理——淬火，直接关系铝合金材料最终的性能。淬火时过饱和固 溶处理效果好，过饱和固溶度高就能够充分保证活塞达到高的性能，发挥活塞的最大能 动。根据目前铝合金材料活塞热处理状况，淬火过饱和固溶处理冷却介质的选用要求 保证铝合金材料活塞淬火冷却后获得高的过饱和固溶度，确保时效后能够获得均勻的表 面硬度和符合要求的性能；活塞淬火冷却不会出现淬火裂纹和严重的变形，活塞质量提 高到更高的性能档次。[0003]铝合金活塞热处理现状[0004]铝合金活塞的热处理通常是淬火(过饱和固溶处理)+人工时效处理。淬火的 方法有铸造余热淬火和铸造完成后重新加热淬火。淬火处理冷却方式一般有以下几种方 式整体浸水冷却、局部浸水冷却、风扇强风冷却、空气中自然冷却。[0005]铝合金淬火固溶处理使用水作为淬火冷却介质要求水温控制在60°C 100°C范 围。铝合金材料产品的过饱和固溶处理的温度则在以下温度，在该温度以下进行淬 火处理是水冷却速度最快阶段。当采用热水进行冷却淬火时，冷却速度虽然减缓，但是 水温小的波动将改变水的冷却速度。水温越高，冷却速度越慢。采用水作为冷却介质则 分布在冷却速度最快的阶段对铝合金材料的淬火冷却处理不利。水进行淬火处理在活塞 上将残留水的渍印，要保证活塞的表面光洁必须进行表面的清理。[0006]采用机油作为铝合金材料淬火冷却介质，则最快冷却速度在高温阶段对铝合金 固溶处理淬火十分有利，在低温阶段冷却速度降低有利于减少铝合金材料产品的变形。 同时油温变化对冷却速度影响极小，这样提高了冷却的均勻性，相应提高铝合金材料淬 火冷却均勻性，减少零件的变形。但是使用油作为冷却介质增加活塞的生产成本，同时 造成环境的污染。[0007]采用强风冷却，冷却速度较慢，不能够保证满足铝合金零件的过饱和固溶处 理，尤其当零件有效厚度较大时强风冷却保证过饱和度的情况更差。[0008]在空气中自然冷却，则不能保证铝合金活塞淬火处理的过饱和度，不能保证活 塞的性能达到要求。实用新型内容[0009]本实用新型的目的是针对现有铝合金热吹工艺的不足之处而提供一种铝合金活 塞喷雾淬火热处理装置，以通过喷雾淬火冷却热处理，从而提高活塞的机械性能，同 时，获得用户要求或工艺所要求的表面光亮零件。[0010]本实用新型的目的是这样是实现的一种铝合金活塞喷雾淬火热处理装置，包 括冷却淬火台，冷却淬火台下方设置有喷雾装置，其结构为压缩空气进气气嘴旋接在 三通尾部，与喷头在同一轴线上；进水嘴旋接在三通侧面，呈一定角度，与气嘴相连 通；气嘴、三通、喷嘴相互之间构成具有一定间隙的负压形成区。[0011]上述进水嘴靠近三通方向有调解进水量小孔。[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是[0013]1、活塞机械性能得到提高[0014]丨>铝合金活塞工艺图纸性能要求硬度HB100 130，同一只活塞硬度差 不大于10个HBS，同一炉活塞硬度差不大于30个HBS ；抗拉强度σ b》196MPa，σ 3oor> 69MPa ；体积稳定性6 < 0.03% D。[0015]ii>喷雾淬火+人工时效活塞性能指标如下硬度HB104 113 ；抗拉强度 ob = 241.30MPa, σ 30trc= 110.31MPa ；线膨胀系数α 室温_200 = 19.89X 1(T6/°C，α 室 S-3oo = 21.48 X 10"7°C；体积稳定性6 5 0.011% D。提高保证活塞某些性能采用调整活 塞人工时效时间的办法达能够满足活塞特殊性能的要求。[0016]2、喷雾淬火便于调整冷却速度，即可方便地通过调整压缩空气的压力和/或流 量，或者，调整水嘴的小孔大小调整进水流量，从而方便地调整冷却速度，使热处理能 方便地根据预定的冷却曲线进行。[0017]3、铝合金活塞表面光洁、无污渍，能获得根据用户要求或根据工艺要求的表面 光亮零件。[0018]本实用新型的特点是将结合具体实施方式
加以进一步阐述。
[0019]图1是本实用新型喷雾淬火冷却装置结构图；[0020]图2是本实用新型活塞喷雾淬火人工时效热处理工艺曲线图。
具体实施方式
[0021]图1示出，本新型包括冷却淬火台5，冷却淬火台5下方设置有喷雾装置，其结 构为压缩空气进气气嘴2旋接在三通3尾部，与喷头1在同一轴线上；进水嘴4旋接在 三通3侧面，呈一定角度，与气嘴相连通；气嘴2、三通3、喷嘴1相互之间构成具有一 定间隙的负压形成区。气嘴2向喷嘴1喷射压缩空气过程中在三通3与气嘴2之间间隙 处形成负压；气嘴2喷射形成的负压将连接在侧面进水嘴4将水槽6中的水吸入进行混合 形成雾状由喷嘴1喷射出来。进水嘴4靠近三通方向有调解进水量小孔。冷却淬火台下 方设置有水槽6。[0022]该喷嘴是利用压缩空气在喷嘴处形成负压吸水与空气混合形成雾气喷射冷却活 塞。压缩空气流量越大，喷嘴处形成的负压越大，进水嘴的孔越大，吸入的水越多形成 的雾气含水量随之增加，相应的冷却能力增加。通过调整压缩空气出口的流量和调整压 缩空气的压力将增加喷冷的冷却能力。[0023]喷雾淬火装置喷嘴利用压缩空气流动产生的负压将水吸入，吸入水与压缩空气 混合形成雾状气体喷射冷却活塞。喷雾淬火冷却装置结构简单，冷却效果好，能够保证活塞淬火冷却，能够保证活塞性能达到要求，保证活塞表面光洁t
权利要求1.一种铝合金活塞喷雾淬火热处理装置，包括冷却淬火台(5)，其特征是所述冷却 淬火台(5)下方设置有喷雾装置，其结构为压缩空气进气气嘴(2)旋接在三通(3)尾 部，与喷头(1)在同一轴线上；进水嘴(4)旋接在三通(3)侧面，呈一定角度，与气嘴相 连通；气嘴(2)、三通(3)、喷嘴(1)相互之间构成具有一定间隙的负压形成区。
2.根据权利要求1所述铝合金活塞喷雾淬火热处理装置，其特征是所述进水嘴(4) 靠近三通方向有调解进水量小孔。
专利摘要一种铝合金活塞喷雾淬火热处理装置，包括冷却淬火台，冷却淬火台下方设置有喷雾装置，其结构为压缩空气进气气嘴旋接在三通尾部，与喷头在同一轴线上；进水嘴旋接在三通侧面，呈一定角度，与气嘴相连通；气嘴、三通、喷嘴相互之间构成具有一定间隙的负压形成区。本新型喷雾淬火装置的使用，能提高活塞的机械性能，同时可获得用户要求或工艺要求的表面光亮零件。
文档编号C22F1/04GK201801566SQ20102025472
公开日2011年4月20日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者杨庆年, 陈永勇 申请人:成都银河动力股份有限公司