船舶柴油機作為船舶核心動力裝置,長期處于高負荷、高溫、高腐蝕的嚴苛工況,對鋁活塞的結構強度、耐熱性、密封性及尺寸穩定性要求極高。常規鑄造工藝難以滿足其性能需求,特種鑄造工藝憑借精準控形、性能強化的優勢,成為船舶柴油機鋁活塞量產與定制的核心技術路徑,核心目標是實現活塞結構與工況的高效適配。
當前主流特種鑄造工藝以金屬型重力鑄造、低壓鑄造為主,輔以消失模鑄造等定制化工藝。金屬型重力鑄造采用鑄鐵或鋼質模具,模具表面涂覆耐高溫涂層,鋁液在重力作用下充型,可精準控制活塞壁厚均勻性,細化晶粒結構,提升活塞基體強度與導熱性,適配船舶柴油機活塞的大型化結構需求,且模具復用率高,適合批量生產。
低壓鑄造通過可控低壓將鋁液平穩充型,液面上升速度與壓力精準可調,有效減少氣孔、縮松等鑄造缺陷,使活塞頂部、環槽等關鍵受力區域組織致密,抗疲勞性能顯著提升。針對大型低速船舶柴油機活塞,還會采用消失模鑄造工藝,可實現復雜內腔結構的一體化成型,無需后續繁瑣加工,降低生產周期與成本。
所有特種鑄造工藝均配套嚴格的過程管控,包括鋁液真空除氣、精煉處理,以及鑄造溫度、冷卻速度的精準調控。鑄件成型后需經時效處理、無損檢測等后續工序,確保活塞無內部缺陷,性能滿足船舶柴油機長期連續運行的可靠性要求,為船舶航行提供穩定動力保障。