目前,鋁活塞的鑄造通常都是采用硬模澆注。活塞是汽車的關鍵部件,由頂部、頭部、裙部組成,可以使用鐵合金或鎂鋁合金制造。鑄造鐵合金活塞具有良好的耐磨性和較低的制造成本,因此廣泛應用于大型礦山壓路機、拖拉機、汽車柴油機等內燃機。然而,鐵合金活塞很重,在高速發動機中會耗費大量動力,因此近年來越來越多的高速發動機采用鎂鋁合金制活塞。
鋁合金制的活塞重量比同樣大小的生鐵活塞輕30%左右,而且傳熱能力也比生鐵活塞大4-5倍,它的缺點是膨脹系數(溫度每增加1℃時材料的膨脹率)比生鐵要大2-3倍,高溫(350℃以上)時強度會顯著減弱。所以鋁合金活塞一般在柴油機上不常采用,但小型拖拉機、農用柴油機以及柴油汽車發動機還都是采用鋁質活塞。
活塞在使用過程中,常發生氣缸竄氣,竄油,拉缸和環岸斷裂現象,究其原因與其機械加工過程中質量控制有密切關系。在活塞的機械加工過程中,應注意解決加工活塞頭部,裙部,銷孔等與設備不協調引起的誤差,活塞的質量會得到有效控制。
活塞的主要作用是承受汽缸中的燃燒壓力,并將此力通過活塞銷和連桿傳給曲軸。在這個過程中活塞要經受烈火的考驗,要承受熱與冷的沖擊。而鋁合金材質的活塞不能與活塞銷、活塞環等高強鋼材質的零件相媲美,因此基體材料的強化,對于活塞來說至關重要。