一种可用于制造缸盖的铝合金材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于制造缸盖的铝合金材料，其特征在于，由下列各成分按质量百分比组成：废铝中间合金粉45-50、硅7-7.5、玻璃纤维粉3、锌0.4-0.45、镁0.2-0.25、钪0.06-0.08、砷0.01-0.02、钛0.05-0.07、余量为铝；本发明专利技术通过优化合金成分以及采用科学合理的热处理工艺，添加稀土元素钪，具有脱气作用，熔炼过程简单科学易操作，不需要复杂的操作设备，不仅能提高合金的力学性能，尤其是高温力学性能；而且能够提高强化相的稳定性，阻止强化相的析出和长大，提高合金的抗冲击性。本发明专利技术产品不仅强度高，且质量轻，回弹力很好，各种指标都合格，适合生产发动机缸盖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及侣合金领域，特别是一种可用于制造缸盖的侣合金材料及其制备方 法。
技术介绍
铸造侣合金具有比容小、强度高、铸造成形性好和加工性能优良、膨胀系数小和流 动性好等一系列优点，被广泛应用于汽车、航空、航天W及家电等行业中。目前国内外大部 分轿车发动机缸体、缸盖已基本采用高强度侣合金生产，全侣合金的材质，减轻了车身重量 同时，还增强了发动机的散热效果，提高了发动机工作效率，而且寿命也更长。从节油的角 度看，铸侣发动机在节油方面的优势颇受人们关注。因为汽车的重量每降低，其耗油量能够 降低0.6%-1%。为了降低燃料消耗，同时也为了减少汽车尾气排放对大气环境的污染，减 轻汽车自重是一个重要的措施。因此，汽车铸件不断被轻质侣铸件取代已成为发展趋势。被 用作轿车发动机缸体缸盖的材料主要有国内的化101、化104、化702A合金及美国的328.0， 法国的A-S5U3,日本的A4CB侣合金等。虽然传统牌号的侣娃合金在普通使用性能上已经能 满足使用要求，但是当零件处于复杂的应力状态时，往往存在许多不足之处。如化101虽然 合金成分简单，但其力学性能不高，只能用于强度要求不高的零件;ZL104的耐热性比较差 等，因此对铸造侣合金的研究和开发具有重要的应用意义。 侣及其合金在国民经济中的地位和作用仅次于钢铁，其用量和范围日益扩大。原 侣已不能满足社会的需要，一方面是侣±矿的日益枯竭，另一方面是侣的冶炼消耗大量能 源，加剧能源危机。所W，有效地回收和利用侣加工行业的各种废料和使用报废的零件就显 得尤其重要。但是往往人们对于废侣的回收利用率不高。【专利技术内容】 本专利技术的目的在于提供一种可用于制造缸盖的侣合金材料及其制备方法。利用废 侣屑制成废侣中间合金粉作为主要成分，添加适量的筑，稀±元素可W起到金属液脱气的 作用，再配合添加特殊工艺制成的精炼剂，多孔结构更易吸附气体，从而达到除气的目的， 同时分离金属渣中材质，并分解渣中杂质，使金属渣干性且松散，易化除渣，防止金属液二 次吸气及氧化。本专利技术的工艺简单便于工业控制，具有通用性，制成的侣合金材料质轻、强 度高，非常适合制造发动机缸盖。 为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过W下方案实施： -种可用于制造缸盖的侣合金材料，由下列各成分按质量百分比组成：废侣中间 合金粉45-50、娃7-7.5、玻璃纤维粉3-4、锋0.4-0.45、儀0.2-0.25、筑0.06-0.08、神0.01 - 0.02、铁0.05-0.07、余量为侣； 所述废侣中间合金粉由下列重量份的原料制成:废侣屑60-65、儘15-18、铜10-12、 铭6-8、错7-9、石墨粉2-3、氯化钢1.5-2、冰晶石粉1-1.5;制备方法为：（1)将废侣屑先用永 久磁铁吸出其中的铁制品，然后用铁网筛筛掉其中的尘±和砂子，再用清洁剂除去表面的 油溃，最后放入烘箱烘干水分待用；（2)将表面处理后的废侣加入相蜗电阻炉中，升溫至850 °C直至全部烙化，然后降溫至760°C-770°C时用钟罩压入铜、儘，保溫30分钟，继续调节炉溫 至740°C-750°C，压入铭、错，揽拌均匀后保溫静置20分钟；（3)当炉溫达到730°C时，将石墨 粉、氯化钢、冰晶石粉加入到金属液中，揽拌均匀后静置，保溫静置40分钟；（4)化去浮渣后 将金属液诱入气体雾化制粉设备中，制备成粒径在lOOymW下的粉末即得。 本专利技术所述一种可用于制造缸盖的侣合金材料，由W下具体步骤制备而成： (1)将除废侣中间合金粉、玻璃纤维粉之外的所有成分各自制成细粉备用，将所有 工具和模具在250°C条件下进行与热处理，备用； (2)将侣粉加入相蜗电阻炉中，升溫至侣粉完全烙化后迅速升溫至820°C，然后用 钟罩将娃粉分两次压入侣液并且轻轻揽拌，直至全部烙化后迅速降低炉溫，在760°C-780°C 时压入废侣中间合金粉，保溫40-60分钟，继续调节炉溫至730°C-740°C，压入其余剩余成 分，揽拌均匀后保溫静置30分钟； (3)将占金属液质量2-3 %的精炼剂用钟罩压入金属液中间高度处，缓慢作圆周并 成倾斜运动，使金属液均匀翻滚，作用时间约7-10分钟，静止3分钟后，再通过氣气进行精炼 6-8分钟，静置20分钟，再进行化渣，化渣后取样分析； (4)将成分合格的合金液静置10-20分钟后，将合金液诱入已预热的模具中，冷却 后取出，采用T6热处理工艺（工艺条件为：固溶处理为500°C，5.5小时，时效处理为180°C，5 小时)进行热处理，最后得到本专利技术产品。 本专利技术所述的一种可用于制造缸盖的侣合金材料的制备方法，所述精炼剂由下列 重量份的原料制成:氣化钢13-16、硝酸钢18-22、碳粉9-1ΚΞ氧化二棚9-10、氣铁酸钟15-18、碳酸氨钢10-13、六氣侣酸钢2-4、氯化钢8-10、轻质耐火砖6-8;制备方法为：（1)将氣化 钢、硝酸钢、氯化钢、氣铁酸钟混合均匀后放入高溫电炉中烙化，然后冷却凝固，再破碎成 200目混合粉末A; (2)将轻质耐火砖破碎后与除碳酸氨钢之外的其余剩余成分共同放入粉 碎机中粉碎成200目混合粉末B待用；（3)将混合粉末A与混合粉末B混合，加入碳酸氨钢后放 入挤出造粒机中造粒；（4)将颗粒在烘箱中干燥120-150分钟，溫度控制在230-240°C，冷却 后取出即得。 本专利技术的有益效果是:本专利技术采用废侣屑与儘、铜、铭等元素烙炼制成废侣中间合 金粉，替代部分新侣作为主要元素，可W提高合金的强度W及耐磨性，而且使用废侣屑成 分，降低生产成本;添加适量的筑，稀±元素可W起到金属液脱气的作用，再配合添加特殊 工艺制成的精炼剂，多孔结构更易吸附气体，从而达到除气的目的，同时可分离金属渣中材 质，并分解渣中杂质，使金属渣干性且松散，易化除渣，防止金属液二次吸气及氧化;添加玻 璃纤维，可W提高侣合金的强度W及硬度，减少生产成本。 本专利技术通过优化合金成分W及采用科学合理的热处理工艺，烙炼过程简单科学易 操作，工艺上不需要复杂的操作设备，不仅能提高合金的力学性能，尤其是高溫力学性能； 而且能够提高强化相的稳定性，阻止强化相的析出和长大，提高合金的抗冲击性。本专利技术产 品不仅强度高，且质量轻，回弹力很好，各种指标都达到了极佳的状态，适合生产发动机缸 单 rm 〇【具体实施方式】 下面通过具体实例对本专利技术进行详细说明。 -种可用于制造缸盖的侣合金材料，由下列各成分按质量百分比组成：废侣中间 合金粉45、娃7、玻璃纤维粉3、锋0.4、儀0.2、筑0.06、神0.01、铁0.05、余量为侣； 所述废侣中间合金粉由下列重量份(公斤）的原料制成:废侣屑60、儘15、铜10、铭 6、错7、石墨粉2、氯化钢1.5、冰晶石粉1;制备方法为：（1)将废侣屑先用永久磁铁吸出其中 的铁制品，然后用铁网筛筛掉其中的尘±和砂子，再用清洁剂当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于制造缸盖的铝合金材料，其特征在于，由下列各成分按质量百分比组成：废铝中间合金粉45‑50、硅7‑7.5、玻璃纤维粉3‑4、锌0.4‑0.45、镁0.2‑0.25、钪0.06‑0.08、砷0.01‑0.02、钛0.05‑0.07、余量为铝；所述废铝中间合金粉由下列重量份的原料制成：废铝屑60‑65、锰15‑18、铜10‑12、铬6‑8、锆7‑9、石墨粉2‑3、氯化钠1.5‑2、冰晶石粉1‑1.5；制备方法为：（1）将废铝屑先用永久磁铁吸出其中的铁制品，然后用铁网筛筛掉其中的尘土和砂子，再用清洁剂除去表面的油渍，最后放入烘箱烘干水分待用；（2）将表面处理后的废铝加入坩埚电阻炉中，升温至 850℃直至全部熔化，然后降温至760℃‑770℃ 时用钟罩压入铜、锰，保温30分钟，继续调节炉温至740℃‑750℃，压入铬、锆，搅拌均匀后保温静置20分钟；（3）当炉温达到730℃时，将石墨粉、氯化钠、冰晶石粉加入到金属液中，搅拌均匀后静置，保温静置40分钟；（4）扒去浮渣后将金属液浇入气体雾化制粉设备中，制备成粒径在 100μm 以下的粉末即得。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新南，
申请(专利权)人：安徽乾通教育制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34