活塞是柴油机核心零件,它是在高速、高温、强载荷和润滑不良的工况下工作。随着柴油机的发展,对活塞的材料轻量化和使用寿命提出了更高的要求。铸铝镶圈活塞正是将铸铁耐高温、耐磨损和铝合金质量轻的优点结合起来。CW200型柴油机是潍柴动力股份公司开发,戚墅堰所为其开发铸铝镶圈活塞。Al-Fe结合区是铸铝镶圈活塞的关键部位,关系到整个活塞的可靠性。在试制过程中,面临着Al-Fe结合区存在缝隙、孔洞,结合率不达标,车削后出现新缝隙和车削后粗糙度不达标四个主要质量问题。本文以提升铸铝镶圈活塞Al-Fe结合区加工质量作为主要研究对象,在对CW200型铸铝镶圈活塞的原铸造、热处理和机械加工工艺回顾的基础上,重点研究了与活塞Al-Fe结合区质量相关的工艺,对结合区存在的四个主要质量问题进行了描述和理论分析,并对活塞结合区做了切削实验,以探索更适合的切削参数。本文提出了提升铸铁镶圈与铝基体结合率、减小切削过程中Al-Fe结合区的切削力和降低切削后结合区粗糙度的优化工艺,如镶圈渗铝过程的优化、新刀具的选择和切削参数的优化,并进行了优化工艺的实验验证。实验结果表明活塞结合区四个质量问题得以解决,产品满足质量要求。批量生产中,成品率和批量交付能力得到提升、制造成本下降。