2.2技术

（1）粉末冶金法  粉末冶金法是最早用来制造铝基复合材料的方法,是一种比较成熟的工艺方法。该法中铝合金粉末和增强物混合均匀是整个工艺的关键,因此应使二者的粒度相差不要太大,如对SiC/Al的粒度比为1:0.7时比1:0.3更容易混合均匀。粉末冶金法的优点是可将增强物颗粒和铝合金粉按任意比例混合,而且混合均匀性好,不会出现偏析和偏聚,制备的复合材料机械性能较高。但粉末冶金法制造工艺及装备复杂,生产成本高。

（2）高能-高速固结工艺  这种工艺是在短时间内使陶瓷颗粒和铝合金粉末的混合物受到高脉冲电流的放电作用后,迅速提高能量,并在较小外力作用下,使之固结成复合材料的工艺。高能-高速固结工艺可使复合材料的相对密度达95%以上 。

（3）压力浸渗工艺  这种工艺简单,但预制件中的气体不易在凝固前排出而造成气孔与疏松,同时预制件也易产生变形和偏移。此工艺需要专用设备,但制品质量高,同时增强体含量可以很高。

3 课题关键问题及难点【3】

活塞连杆组主要有活塞、活塞环、活塞销和连杆等零件组成。活塞的主要作用是与汽缸盖、气缸共同构成燃烧室，将做功行程所承受的燃气压力通过活塞销传给连杆以推动曲轴旋转。

发动机工作时，由于活塞顶部直接与高温燃气接触，燃气的最高温度可达2500K以上，因此活塞的温度也很高，因高温时材料的力学性能降低，甚至发生高温蠕变。当顶部温度超过640K~700K时还会产生热裂现象。第一环槽超过80K~500K时，就会造成活塞环粘结。活塞温度高且往复变速运动，润滑困难，所以极易磨损。在进气时活塞又接触到冷的可燃气体，造成温度不均匀，产生的热应力容易使活塞变形和活塞顶表面开裂。因此要求活塞具有： 

(1) 足够的强度、刚度和韧性；

(2) 良好的导热性和极小的热膨胀性； 

(3) 很小的重量，以保持很小的惯性力；

(4) 良好的润滑性和耐磨性，以提高寿命。

在设计过程中，必须严格地选择毛坯、制订工艺规程、确定加工余量，并计算工艺尺寸、分析定位误差等，此外，为了与实际生产相吻合，还必须对加工设备、切削用量等进行选择和设计，此阶段内容较多，所涉及的范围也比较广，为了使设计更为合理，必须广泛查阅相关书籍，是设计更为合理和使用。  

为使工件定位更加准确，夹紧更为快速，安装找正更为方便，从而提高生产效率，降低工人劳动强度，提高零件加工精度，夹具设计要采用专用夹具。在夹具设计过程中，统一采用以端面和止口为主要定位面来进行加工。以前未学过夹具的设计和计算。因此工作量大大地增加，只有通过在实习过程中对夹具的感性认识和夹具设计参考书以及夹具图册来进行设计和计算。所以，夹具的设计是整个设计的重点，也是一个难点。

4 研究方法及方案

活塞由顶部、头部和裙部三部分组成，其基本结构如图1所示。【3】

  1—顶部   2—头部   3—活塞销孔   4—裙部   5—气环槽   6—油孔7—油环槽   8—销座 

图1 活塞的基本结构

4.1活塞的工艺特点【3】

活塞主要表面尺寸和各表面间的相互位置精度要求较高；在加工后还要求保证塞裙部及顶部的壁厚均匀。上述特点和要求，使得活塞机械加工比较困难，其加工工艺特点主要有以下几方面：