Hợp kim nhôm đúc được sử dụng nhiều trong chế tạo piston. Piston nhôm có các ưu điểm:
- Trọng lượng riêng nhỏ. - Truyền nhiệt tốt. - Hệ số ma sát nhỏ. - Dễ gia công cắt gọt.
Tuy vậy piston nhôm có nhược điểm: hệ số giãn nở nhiệt lớn, khả năng chịu mài mòn kém hơn gang.
Hợp kim nhôm thường dùng là Al-Cu và Al-Si. Vật liệu được dùng phổ biến là loại Aậ-10B có các thành phần chính sau: Mg: 0,2 0,5% ; Cu 4 8%; Si: 4 6%; còn lại Al.
Hiện nay nhiều nơi sử dụng hợp kim nhôm đúc có hệ số giãn nở nhiệt thấp, trọng lượng riêng nhỏ và có khả năng chịu nhiệt và chịu mài mòn tốt hơn Aậ-10B.
Thành phần hợp kim này như sau:
Si: 11 13% ; Ni: 0,8 1,3%; Mg: 0,8 1,3% ; Ti: 0,05 0,2%; Mn: 0,3 0,6% ; Zn: 0,5%; Fe: 0,8% ; Sn: 0,02%;
Pb: 0,7% ; Al : % còn lại; Cu: 1,5 3%.
2.2.2- Phương pháp tạo phôi piston
Hiện nay trên thế giới sử dụng nhiều phương pháp chế tạo phôi piston: đúc trong khuôn kim loại, đúc trong khuôn cát, đúc áp lực, đúc chân không, dập. Tuỳ thuộc vào vật liệu chế tạo và dạng sản xuất mà người ta chọn phương pháp chế tạo phôi hợp lý. Phổ biến nhất là đúc trong khuôn cát và đúc trong khuôn kim loại.
Các phương pháp khác ít sử dụng tuy nó có một số ưu điểm: năng suất cao, chất lượng tốt nhưng trang thiết bị phức tạp, khuôn đúc phức tạp nên giá thành cao, không kinh tế.
Một số piston nhôm có hình dạng bên trong đơn giản, trong sản xuất hàng loạt người ta còn áp dụng phương pháp dập. Đó là hình thức ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại ở nhiệt độ 400 800oC.
Piston sau khi đúc xong trước khi gia công cơ khí phải nhiệt luyện để khử ứng suất bên trong và giảm độ cứng của lớp kim loại bề mặt nhằm mục đích tăng khả năng dễ gia công cắt gọt. Độ cứng sau nhiệt luyện khoảng HB: 100 140.
2.3- QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PISTON
2.3.1- ĐẶC ĐIỂM GIA CÔNG CƠ PISTON