CN113898492B - 一种大缸径锻钢活塞及其制造方法 - Google Patents

一种大缸径锻钢活塞及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大缸径锻钢活塞及其制造方法，锻造活塞包括锻钢活塞顶和锻钢活塞裙，所述锻钢活塞顶与锻钢活塞裙之间通过惯性摩擦焊接连接，活塞裙部销孔设有第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构，所述第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构的长度设置方向于不同平面呈垂直结构。本发明采用了锻钢活塞顶与锻钢活塞裙通过惯性摩擦焊接连接，此种连接方式能够满足高强化柴油机应用要求；减少了传统锻钢活塞裙采用沉孔和螺栓连接的特征部位，进而减少了活塞尺寸重量。

Description

一种大缸径锻钢活塞及其制造方法
技术领域
本发明属于活塞的技术领域，具体涉及一种大缸径锻钢活塞及其制造方法。
背景技术
面对日益加剧的全球化环境污染，世界各国采取了强有力的措施，实施严苛的排放法规标准，排放已成为柴油机获准销售的一道门槛。同时对于大功率柴油机来说，燃油消耗为其最大的运用成本，满足用户降低运营成本的要求，降低柴油机燃油消耗，提高其经济性，是柴油机发展的永恒目标。为进一步降低排放、降低油耗，柴油机最高燃烧压力也大幅度增加，最高的燃烧压力已达25MPa。而为了改善燃烧性能，活塞行程也有提高的趋势，导致活塞平均速度也有所提升。平均有效压力和活塞平均速度的增长意味着活塞比功率也呈现出不断增长的态势。因此，现代柴油机活塞首先需要具有足够的强度、刚度和可靠性，以承受日益增高的机械负荷、热负荷；这些要求活塞在保持合适的尺寸重量、保证可靠性的前提下，能承受更高的机械负荷、热负荷，对活塞的材料和结构提出新的要求。
根据国内现有活塞结构及其工况统计，不同活塞结构形式对应柴油机最高爆发压力范围如下：整体铝活塞：17～19MPa；整体铝活塞：17～19MPa；钢顶铝裙组合活塞：17～19MPa；整体球铁活塞：≤20MPa；钢顶铁裙组合活塞：≤25Mpa；以上现有活塞的具有强度低和尺寸重量大等的技术问题；因此亟需一种新型活塞来解决该技术问题。
发明内容
发明目的：本发明目的在于针对现有技术中的活塞强度低和尺寸重量大等不足，提供一种可以承受高爆压、降低活塞尺寸重量的大缸径锻钢活塞及其制造方法。
实现本发明的技术方案是：
本发明所述一种大缸径锻钢活塞，包括锻钢活塞顶、锻钢活塞裙和活塞销孔，所述锻钢活塞顶与锻钢活塞裙之间通过惯性摩擦焊接连接，所述活塞销孔设有第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构，所述第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构的长度设置方向于不同平面呈垂直结构交汇。
优选地，所述第一润滑油槽结构平行设置于活塞销孔轴线方向，所述第二润滑油槽结构设于活塞销孔圆周方向；所述第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构沿长度方向的中点分别设于活塞销孔横截面直径的两端。
优选地，所述锻钢活塞顶和锻钢活塞裙之间包括内圈焊缝和外圈焊缝，所述内圈焊缝和外圈焊缝分别位于不同的高度线位上。
上述所述的锻钢活塞的制造方法，包括以下步骤：
S1、锻钢活塞顶的处理步骤：(1)所述锻钢活塞顶经模锻成型；(2)后经正火处理；(3)粗加工；(4)调质处理：(5)半精加工；
S2、锻钢活塞裙的处理步骤：(1)所述锻钢活塞裙经锻造成型：(2)后经正火处理；(3)粗加工：(4)调质处理；(5)半精加工：
S3、经由步骤S1和S2处理后的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的组装：由半精加工后锻钢活塞顶与半精加工后锻钢活塞裙，利用惯性摩擦焊机进行锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的惯性摩擦焊接。
S4、由步骤S3焊接成型后的锻钢活塞的处理步骤：(1)高温回火；(2)超声探伤；(3)精车环槽；(4)激光淬火；(5)镗活塞销孔；(6)铣“垂直交汇”的第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构；(7)精车头部；(8)精车型；(9)精镗活塞销孔；(10)精磨环槽：(11)修毛刺、清洗；(12)表面处理。
本发明所述锻钢活塞的制造方法具体详细的步骤如下：
一、锻钢活塞顶的处理步骤：(1)锻钢活塞顶经模锻成型，具体为：将圆钢加热至1160℃-1180℃出炉，经两次自由锻墩拔，使其总墩粗比≥3，吹净氧化皮，完成制坯；(2)放置在模具中心，始锻温度1160℃，终锻温度950℃；(3)后经正火处理，正火处理为加温至880℃，保温3h；(4)粗车燃烧面；(5)以2mm当量平底孔反射波为标准，用相控阵探伤仪对活塞顶超声探伤；(6)粗车冷却面；(7)调质处理：将粗车冷却面后的锻钢活塞顶加温至860℃，保温3h，气氛保护多用炉淬K油，油温60-80℃；再使用气氛保护炉加温至590-600℃，保温3h，高温回火；(8)精车燃烧面；(9)精车冷却面；(10)磁粉探伤；(11)清洗成品锻钢活塞顶；(12)锻钢活塞顶的终检；
二、锻钢活塞裙的处理步骤：(1)锻钢活塞裙经锻造成型，具体如下：圆钢加热至1160℃-1180℃出炉，经两次自由锻墩拔，使其总墩粗比≥3，吹净氧化皮，完成制坯；(2)放置在模具中心，始锻温度1160℃，终锻温度950℃；(3)后经正火处理，正火处理为加温至880℃，保温3h；(4)粗镗活塞销孔；(5)调质处理：将粗镗活塞销孔后的锻钢活塞裙加温至860℃，保温3h，气氛保护多用炉淬K油，油温60-80℃；再使用气氛保护炉加温至590-600℃，保温3h，高温回火；(6)抛丸；(7)车止口端面；(8)车头部；(9)划线：(10)镗活塞销孔；(11)钻油孔；(12)去除毛刺尖角；(13)磁粉探伤；(14)清洗成品锻钢活塞裙；(15)锻钢活塞裙的终检；
三、经由步骤S1和S2处理后的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的组装：由半精加工后活塞顶与半精加工后锻钢活塞裙，用锥套子定心弹性夹头加持锻钢活塞裙的止口端、锻钢活塞顶的套装径端，利用某型惯性摩擦焊机的电机带动偏心轮加速转动，达到固定转速850rpm时，转动惯量固定为338kg.m2，焊接能量恒定；借助惯性摩擦焊焊接能量高、无液态冶金气孔及裂纹缺陷的优势，实现锻钢活塞顶和锻钢活塞裙优质、高效焊接。
四、由步骤S3焊接成型后的锻钢活塞进行处理：(1)高温回火：将锻钢活塞放入气氛炉加热至570-580℃，保温3h，气氛炉冷至180℃以下出炉空冷；(2)用相控阵探伤仪对锻钢活塞的焊缝超声探伤，选用2mm当量平底孔反射波；(3)检查、上油；(4)精车锻钢活塞外圆；(5)半精车锻钢活塞头部；(6)粗镗活塞销孔；(7)精铣止口端；(8)钻吊装孔；(9)精车环槽；(10)环槽激光淬火；(11)半精镗活塞销孔；(12)铣“垂直交汇”的第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构；(13)精车头部；(14)精车型线；(15)精镗活塞销孔；(16)精磨环槽；(17)配重；(18)修毛刺；(19)磁粉探伤；(20)清洗；(21)终检(一)；(22)磷化；(23)石墨化；(24)打标；(25)终检(二)。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
(1)本发明中采用了锻钢活塞顶与锻钢活塞裙通过惯性摩擦焊接的连接方式，克服了传统活塞难以承受25MPa以上爆压的问题，进而满足高强化柴油机应用要求；
(2)本发明中锻钢活塞顶和锻钢活塞裙之间的内圈焊缝和外圈焊缝采用不等高焊缝的结构设计，解决了焊缝卷边影响活塞冷却腔油液冷却问题，使活塞冷却腔内的油液能够具有良好的冷却效果，进而使锻钢活塞可以承受更高的热负荷；
(3)本发明中的锻钢活塞裙和锻钢活塞顶之间采用惯性摩擦焊接连接，减少了传统锻钢活塞裙沉孔等螺栓连接的特征部位；相较于钢顶铝裙螺栓联接活塞，重量基本保持不变，总长减少约16％；相较于钢顶铁裙螺栓联接活塞，重量减少约30％，总长减少约35％。
(4)本发明在活塞销孔部位创造性的提出“垂直交汇”第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构，通过这样的结构设计可以达到了很好的润滑冷却效果，解决了活塞销孔-活塞销-连杆小端孔易发生干摩擦咬合的故障，从而使活塞销孔内达到了很好地的润滑冷却效果，提高活塞销孔以及活塞销的使用寿命；同时这种结构设计的油槽能够使润滑油更好地均布于活塞销孔内部，在保证活塞整体强度的情况下，用最少数目的油槽达到更好地润滑效果。
(5)本发明中锻钢活塞的制造方法中，在完成惯性摩擦焊接后，将锻钢活塞进行高温回火处理可以保证焊缝位置机械性能与活塞材料本身机械性能一致，从而提高整个活塞的机械性能。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：
图1为本发明所述锻钢活塞的结构示意图；
图2为本发明所述锻钢活塞沿活塞销孔横截面剖切的剖视图；
图3为本发明所述锻钢活塞顶的结构示意图；
图4为本发明所述锻钢活塞裙的结构示意图；
图5为本发明所述锻钢活塞裙沿活塞销孔横截面剖切的剖视图。
图中，1-锻钢活塞顶；11-内圈连接面；12-外圈连接面；13-燃烧面；14-套装径；15-冷却面；2-锻钢活塞裙；21-内圈承接面；22-外圈承接面；23-止口端；24-油孔；3-内圈焊缝；4-外圈焊缝；5-活塞销孔；6-第一润滑油槽结构；7-第二润滑油槽结构。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例：一种大缸径锻钢活塞，如附图1所示，锻钢活塞包括锻钢活塞顶1、锻钢活塞裙2和活塞销孔5，锻钢活塞顶1与锻钢活塞裙2之间通过惯性摩擦焊接连接，如附图3、4和5所示，本实施例中的锻钢活塞顶1包括内圈连接面11、外圈连接面12、燃烧面13、套装径14和冷却面13；本实施例中的锻钢活塞裙2包括与内圈连接面11惯性摩擦焊接的内圈承接面21、与外圈连接面12惯性摩擦焊接的外圈承接面22、止口端23、和油孔24；本实施例中的内圈连接面11和内圈承接面21之间的焊缝为内圈焊缝3，外圈连接面12和外圈承接面22之间的焊缝为外圈焊缝4；本实施例中的锻钢活塞顶1和锻钢活塞裙2之间采用惯性摩擦焊接连接，克服了传统活塞难以承受25MPa以上爆压的问题，进而满足高强化柴油机的应用要求；而且采用惯性摩擦焊接，减少了传统锻钢活塞裙沉孔等螺栓连接的特征部位，相比较同等直径螺栓连接活塞重量降低约30％，总长可减少约20％。本实施例中的内圈焊缝3和外圈焊缝4分别位于不同的高度线位上，内圈焊缝3和外圈焊缝4不等高设计，解决了焊缝卷边影响锻钢活塞冷却腔油液冷却问题，能够使冷却腔中的油液具有良好的冷却效果，使锻钢活塞可以承受更高的热负荷。
如附图1和2所示，本实施例中的活塞销孔5设有第一润滑油槽结构6和第二润滑油槽结构7，第一润滑油槽结构6和第二润滑油槽结构7的长度设置方向于不同平面呈垂直结构交汇；第一润滑油槽结构6平行设置于活塞销孔5轴线方向，第二润滑油槽结构7设于活塞销孔5圆周方向，本实施例中第一润滑油槽结构6的中点所对应的活塞销孔5的直径的另一端为第二润滑油槽结构7的中点；本实施例中沿第一润滑油槽结构6的中点平行于活塞销孔5的轴向延伸，其延伸线与沿第二润滑油槽结构7的中点平行于活塞销孔5的纵向延伸的延伸线呈垂直结构交汇；本实施例中通过设置“垂直交汇”的第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构，解决了活塞销孔、活塞销、连杆小端孔易发生干摩擦咬合的故障，具有很好地润滑冷却效果。
上述所述的锻钢活塞的制造方法，包括以下步骤：
S1、锻钢活塞顶的处理步骤：(1)锻钢活塞顶经模锻成型，具体为：将圆钢加热至1160℃-1180℃出炉，经两次自由锻墩拔，使其总墩粗比≥3，吹净氧化皮，完成制坯；(2)放置在模具中心，始锻温度1160℃，终锻温度950℃；(3)后经正火处理，正火处理为加温至880℃，保温3h；(4)粗车燃烧面；(5)以2mm当量平底孔反射波为标准，用相控阵探伤仪对活塞顶超声探伤；(6)粗车冷却面；(7)调质处理：将粗车冷却面后的锻钢活塞顶加温至860℃，保温3h，气氛保护多用炉淬K油，油温60-80℃；再使用气氛保护炉加温至590-600℃，保温3h，高温回火；(8)精车燃烧面；(9)精车冷却面；(10)磁粉探伤；(11)清洗成品锻钢活塞顶；(12)锻钢活塞顶的终检；
S2、锻钢活塞裙的处理步骤：(1)锻钢活塞裙经锻造成型，具体如下：圆钢加热至1160℃-1180℃出炉，经两次自由锻墩拔，使其总墩粗比≥3，吹净氧化皮，完成制坯；(2)放置在模具中心，始锻温度1160℃，终锻温度950℃；(3)后经正火处理，正火处理为加温至880℃，保温3h；(4)粗镗活塞销孔；(5)调质处理：将粗镗活塞销孔后的锻钢活塞裙加温至860℃，保温3h，气氛保护多用炉淬K油，油温60-80℃；再使用气氛保护炉加温至590-600℃，保温3h，高温回火；(6)抛丸；(7)车止口端面；(8)车头部；(9)划线：(10)镗活塞销孔；(11)钻油孔；(12)去除毛刺尖角；(13)磁粉探伤；(14)清洗成品锻钢活塞裙；(15)锻钢活塞裙的终检；
S3、经由步骤S1和S2处理后的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的组装：由半精加工后活塞顶与半精加工后锻钢活塞裙，用锥套子定心弹性夹头加持锻钢活塞裙的止口端、锻钢活塞顶的套装径端，利用某型惯性摩擦焊机的电机带动偏心轮加速转动，达到固定转速850rpm时，转动惯量固定为338kg.m2，焊接能量恒定；借助惯性摩擦焊焊接能量高、无液态冶金气孔及裂纹缺陷的优势，实现锻钢活塞顶和锻钢活塞裙优质、高效焊接。
S4、由步骤S3焊接成型后的锻钢活塞进行处理：(1)高温回火：将锻钢活塞放入气氛炉加热至570-580℃，保温3h，炉冷至180℃以下出炉空冷；(2)用相控阵探伤仪对锻钢活塞的焊缝超声探伤，选用2mm当量平底孔反射波；(3)检查、上油；(4)精车锻钢活塞外圆；(5)半精车锻钢活塞头部；(6)粗镗活塞销孔；(7)精铣止口端；(8)钻吊装孔；(9)精车环槽；(10)环槽激光淬火；(11)半精镗活塞销孔；(12)铣“垂直交汇”的第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构；(13)精车头部；(14)精车型线；(15)精镗活塞销孔；(16)精磨环槽；(17)配重；(18)修毛刺；(19)磁粉探伤；(20)清洗；(21)终检(一)；(22)磷化；(23)石墨化；(24)打标；(25)终检(二)。
在本实施例中的S4步骤中，在完成惯性摩擦焊接后，将锻钢活塞进行高温回火处理可以保证焊缝位置机械性能与活塞材料本身机械性能一致；现有技术中与本实施例中锻钢活塞类似缸径的一型钢顶铝裙螺栓联接活塞，重量及总长分别为9.6-9.7kg和190±0.2mm，一型钢顶铁裙螺栓联接活塞重量及总长分别为14.1-14.3kg和248.7±0.2mm；而本实施例中的锻钢活塞重量为9.8-9.9kg，总长为160±0.2mm；相较于现有的钢顶铝裙螺栓联接活塞，重量基本保持不变，总长减少约16％；相较于钢顶铁裙螺栓联接活塞，重量减少约30％，总长减少约35％；总体来说，本实施例中的锻钢活塞具有较明显的重量优势和总长优势。
利用本实施例中锻钢活塞的制造方法，制造出满足柴油机最大爆发压力超过25MPa的工况要求的活塞，本实施例中的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙之间的内圈焊缝和外圈焊缝采用不等高焊缝的结构设计，解决了焊缝卷边影响活塞冷却腔油液冷却问题，使活塞冷却腔内的油液能够具有良好的冷却效果，进而使锻钢活塞可以承受更高的热负荷。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (8)

1.一种大缸径锻钢活塞，包括锻钢活塞顶和锻钢活塞裙，其特征在于，所述锻钢活塞顶与锻钢活塞裙之间通过惯性摩擦焊接连接，活塞裙部销孔设有第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构，所述第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构的长度设置方向于不同平面呈垂直结构；
所述第一润滑油槽结构平行设置于活塞销孔轴线方向，所述第二润滑油槽结构设置于活塞销孔圆周方向，所述第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构沿长度方向的中点分别设于活塞销孔横截面直径的两端。
2.根据权利要求1所述的一种大缸径锻钢活塞，其特征在于，所述锻钢活塞顶和锻钢活塞裙之间包括内圈焊缝和外圈焊缝，所述内圈焊缝和外圈焊缝分别位于不同的高度线位上。
3.根据权利要求1所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、锻钢活塞顶的处理步骤：(1)所述锻钢活塞顶经模锻成型；(2)后经正火处理；(3)粗加工；(4)调质处理：(5)半精加工；
S2、锻钢活塞裙的处理步骤：(1)所述锻钢活塞裙经锻造成型：(2)后经正火处理；(3)粗加工：(4)调质处理；(5)半精加工：
S3、经由步骤S1和S2处理后的锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的组装：由半精加工后锻钢活塞顶与半精加工后锻钢活塞裙，利用惯性摩擦焊机进行锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的惯性摩擦焊接；
S4、由步骤S3焊接成型后的锻钢活塞的处理步骤：(1)高温回火；(2)超声探伤；(3)精车环槽；(4)激光淬火；(5)镗活塞销孔；(6)铣“垂直交汇”的第一润滑油槽结构和第二润滑油槽结构；(7)精车头部；(8)精车型；(9)精镗活塞销孔；(10)精磨环槽：(11)修毛刺、清洗；(12)表面处理。
4.根据权利要求3所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中的第(1)步的具体为：将圆钢加热至1160℃-1180℃出炉，经两次自由锻墩拔，使其总墩粗比≥3，吹净氧化皮，完成制坯；放置在模具中心，始锻温度1160℃，终锻温度950℃。
5.根据权利要求3所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中的第(4)步的调质处理具体为：加温至860℃，保温3h，气氛保护多用炉淬K油，油温60-80℃；再使用气氛保护炉加温至590-600℃，保温3h，高温回火。
6.根据权利要求3所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤S1和S2中的正火处理为加温至880℃，保温3h。
7.根据权利要求3所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述惯性摩擦焊机中的电机的固定转速为850rpm，其转动惯量固定为338kg.m2，使锻钢活塞顶和锻钢活塞裙之间的惯性摩擦焊机的焊接能量恒定，并借助惯性摩擦焊焊接能量高、无液态冶金气孔及裂纹缺陷的优势，实现锻钢活塞顶和锻钢活塞裙的优质、高效焊接。
8.根据权利要求3所述的锻钢活塞的制造方法，其特征在于，所述步骤S3中的第(1)步为：将锻钢活塞放入气氛炉加热至570-580℃，保温3h，气氛炉冷至180℃以下出炉空冷。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103124841A (zh) * 2010-08-10 2013-05-29 马勒国际公司 用于内燃机的活塞以及活塞的制造方法
CN103174537A (zh) * 2013-03-29 2013-06-26 东风活塞轴瓦有限公司 一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法
CN204327306U (zh) * 2014-11-17 2015-05-13 潍柴动力股份有限公司 一种活塞铜套结构
JP2016044637A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 日野自動車株式会社 ピストンピンの潤滑構造
CN206299470U (zh) * 2016-11-23 2017-07-04 日照金港活塞有限公司 一种摩擦焊接活塞
CN107218151A (zh) * 2017-06-14 2017-09-29 华晨汽车集团控股有限公司 一种发动机活塞组件
CN108331677A (zh) * 2018-04-03 2018-07-27 滨州东海龙活塞有限公司 一种焊接式整体锻钢活塞及其制造工艺
CN108426032A (zh) * 2018-05-11 2018-08-21 南京世界村汽车动力有限公司 一种发动机活塞
CN208534639U (zh) * 2018-08-04 2019-02-22 台州大昌汽车部件有限公司 一种第一柱形活塞
CN211975367U (zh) * 2019-12-29 2020-11-20 陕西航天动力高科技股份有限公司 可提高润滑效果的隔膜泵用十字头组件
CN113122771A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 中内凯思汽车新动力***有限公司 一种高性能摩擦焊接钢质活塞及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8161934B2 (en) * 2008-11-05 2012-04-24 Mahle International Gmbh Multi-part piston for an internal combustion engine and method for its production

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103124841A (zh) * 2010-08-10 2013-05-29 马勒国际公司 用于内燃机的活塞以及活塞的制造方法
CN103174537A (zh) * 2013-03-29 2013-06-26 东风活塞轴瓦有限公司 一种摩擦焊锻钢活塞的加工方法
JP2016044637A (ja) * 2014-08-26 2016-04-04 日野自動車株式会社 ピストンピンの潤滑構造
CN204327306U (zh) * 2014-11-17 2015-05-13 潍柴动力股份有限公司 一种活塞铜套结构
CN206299470U (zh) * 2016-11-23 2017-07-04 日照金港活塞有限公司 一种摩擦焊接活塞
CN107218151A (zh) * 2017-06-14 2017-09-29 华晨汽车集团控股有限公司 一种发动机活塞组件
CN108331677A (zh) * 2018-04-03 2018-07-27 滨州东海龙活塞有限公司 一种焊接式整体锻钢活塞及其制造工艺
CN108426032A (zh) * 2018-05-11 2018-08-21 南京世界村汽车动力有限公司 一种发动机活塞
CN208534639U (zh) * 2018-08-04 2019-02-22 台州大昌汽车部件有限公司 一种第一柱形活塞
CN211975367U (zh) * 2019-12-29 2020-11-20 陕西航天动力高科技股份有限公司 可提高润滑效果的隔膜泵用十字头组件
CN113122771A (zh) * 2019-12-31 2021-07-16 中内凯思汽车新动力***有限公司 一种高性能摩擦焊接钢质活塞及其制备方法

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