一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金及其制备方法技术

本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，由以下质量百分比的原料组成：Si：10.0～10.8％；Fe：0.4～0.5％；Cu：2.3～2.7％；Mn：0.1～0.2％；Mg：0.25～0.4％；Zn≤0.2％；Ti≤0.1％；Ni≤0.05％；变质剂：0.01～0.03％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的任意质量比的混合物。本发明专利技术制备得到的铝合金耐磨性好、抗腐蚀性高、导热系数和热膨胀系数小、耐疲劳性能好、使用寿命长、尺寸稳定、高温强度高，完全可以适宜汽车发动机活塞的工作要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及汽车发动机
，尤其是涉及一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金及其制备方法。
技术介绍
活塞是汽车发动机中最重要的零件之一，其功用是承受汽车压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转。以前铸铁为活塞的主要材料，现在开发出了硅铝合金材料的活塞，但是硅铝在高温下各项机械性能都受到高温的影响，使其实用性受到限制。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金及其制备方法。本专利技术制备得到的铝合金耐磨性好、抗腐蚀性高、导热系数和热膨胀系数小、耐疲劳性能好、使用寿命长、尺寸稳定、高温强度高，完全可以适宜汽车发动机活塞的工作要求。本专利技术的技术方案如下：本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，由以下质量百分比的原料组成：Si：10.0～10.8％；Fe：0.4～0.5％；Cu：2.3～2.7％；Mn：0.1～0.2％；Mg：0.25～0.4％；Zn≤0.2％；Ti≤0.1％；Ni≤0.05％；变质剂：0.01～0.03％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的任意质量比的混合物。优选的，所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金由以下质量百分比的原料组成：Si：10.3％；Fe：0.4％；Cu：2.5％；Mn：0.2％；Mg：0.3％；Zn：0.1％；Ti：0.05％；变质剂：0.03％；余量为Al。本申请人还提供了一种制备所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金的方法，具体步骤如下：(1)先将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在740～770℃，熔化时间2～3小时，打开炉门用灰耙入炉底探视是否全部熔化；(2)然后加入精炼剂，用压力0.06～0.10Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼10～20分钟，然后进行扒渣；(3)扒渣后铝液温度加温到800～820℃，加入准备好的硅原料；待金属硅充分熔化后加入铜、铁、锰原料静置10～15分钟；然后进行第二次精炼15～25分钟、电磁搅拌、扒渣；(4)扒渣后加入铝磷、铝锶、铝稀土合金进行变质处理，使铝液中大的初晶硅和共晶硅变质成细小的初晶硅和共晶硅，提高材料的耐磨性和高温强度，然后加入剩余元素原料进行第三次精炼10～20分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)然后静置15～30分钟，铝液温度加温到770～790℃进行炉后，铝液从炉子中经过流槽进入除气箱进行除氢处理，使氢含量低于0.10ml/100g；让后经过过滤箱进行过滤处理，过滤掉炉内残留的杂质和气体；最终得到所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金。本专利技术有益的技术效果在于：本申请人对现有的硅铝合金进行了深入研究，精心挑选并调整了各原料的用量，并且采用最能够发挥各原料用途的添加顺序和制备工艺，得到的铝合金产品质量轻、密度小、尺寸稳定性好，并且具有优良的导热性，膨胀系数小，高温强度高，耐磨和耐蚀性能优。本专利技术制备得到的铝合金强度优于铸铁，并且高温强度高、加工后耐磨和耐腐蚀性好，把铸铁更换成高硅铝合金材质活塞，容易制造、成本低、更为环保等特点。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术进行具体描述。实施例1本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，由以下质量百分比的原料组成：Si：10.3％；Fe：0.4％；Cu：2.5％；Mn：0.2％；Mg：0.3％；Zn：0.1％；Ti：0.05％；变质剂：0.03％；余量为Al。所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金以1:1:1的质量比混合的混合物。制备所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金的方法，具体步骤如下：(1)先将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在740℃，熔化时间3小时，打开炉门用灰耙入炉底探视是否全部熔化；(2)然后加入重量为用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金总质量0.03％的精炼剂，用压力0.08Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼15分钟，然后进行扒渣；(3)扒渣后铝液温度加温到810℃，加入准备好的硅原料；待金属硅充分熔化后加入铜、铁、锰原料静置12分钟；然后进行第二次精炼12分钟、电磁搅拌、扒渣；(4)扒渣后加入铝磷、铝锶、铝稀土合金进行变质处理，使铝液中大的初晶硅和共晶硅变质成细小的初晶硅和共晶硅，提高材料的耐磨性和高温强度，然后加入剩余元素原料进行第三次精炼15分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)然后静置20分钟，铝液温度加温到780℃进行炉后，铝液从炉子中经过流槽进入除气箱进行除氢处理，使氢含量低于0.10ml/100g；让后经过过滤箱进行过滤处理，过滤掉炉内残留的杂质和气体；最终得到所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金。实施例2本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，由以下质量百分比的原料组成：Si：10.0％；Fe：0.4％；Cu：2.3％；Mn：0.1％；Mg：0.25％；Zn：0.05％；Ni：0.05％；变质剂：0.01％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的1:0.5:0.5质量比的混合物。制备所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金的方法，具体步骤如下：(1)先将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在770℃，熔化时间2，打开炉门用灰耙入炉底探视是否全部熔化；(2)然后加入重量为用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金总质量0.02％的精炼剂，用压力0.06Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼20分钟，然后进行扒渣；(3)扒渣后铝液温度加温到800℃，加入准备好的硅原料；待金属硅充分熔化后加入铜、铁、锰原料静置15分钟；然后进行第二次精炼25分钟、电磁搅拌、扒渣；(4)扒渣后加入铝磷、铝锶、铝稀土合金进行变质处理，使铝液中大的初晶硅和共晶硅变质成细小的初晶硅和共晶硅，提高材料的耐磨性和高温强度，然后加入剩余元素原料进行第三次精炼20分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)然后静置30分钟，铝液温度加温到770℃进行炉后，铝液从炉子中经过流槽进入除气箱进行除氢处理，使氢含量低于0.10ml/100g；让后经过过滤箱进行过滤处理，过滤掉炉内残留的杂质和气体；最终得到所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金。实施例3本申请人提供了一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，由以下质量百分比的原料组成：Si：10.8％；Fe：0.5％；Cu：2.7％；Mn：0.2％；Mg：0.4％；Ti：0.05％；Ni：0.02％；变质剂：0.02％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的1:2:1质量比的混合物。制备所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金的方法，具体步骤如下：(1)先将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在760℃，熔化时间2.5小时，打开炉门用灰耙入炉底探视是否全部熔化；(2)然后加入重量为用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金总质量0.04％的精炼剂，用压力0.10Mpa的氮气对铝液进行第一次精炼10分钟，然后进行扒渣；(3)扒渣后铝液温度加温到820℃，加入准备好的硅原料；待金属硅充分熔化后加入铜、铁、锰原料静置10分钟；然后进行第二次精炼15分钟、电磁搅拌、扒渣；(4)扒渣后加入铝磷、铝锶、铝稀土合金进行变质处理，使铝液中大的初晶硅和共晶硅变质成细小的初晶硅和共晶硅，提高材料的耐磨性和高温强度，然后加入剩余元素原料进行第三次精炼10分钟、电磁搅拌、扒渣；(5)然后静置15分钟，铝液温度加温到790℃进行炉后，铝液从炉子中经过流槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：Si：10.0～10.8％；Fe：0.4～0.5％；Cu：2.3～2.7％；Mn：0.1～0.2％；Mg：0.25～0.4％；Zn≤0.2％；Ti≤0.1％；Ni≤0.05％；变质剂：0.01～0.03％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的任意质量比的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：Si：10.0～10.8％；Fe：0.4～0.5％；Cu：2.3～2.7％；Mn：0.1～0.2％；Mg：0.25～0.4％；Zn≤0.2％；Ti≤0.1％；Ni≤0.05％；变质剂：0.01～0.03％；余量为Al；所述变质剂为铝磷、铝锶和铝稀土合金的任意质量比的混合物。2.根据权利要求1所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金，其特征在于由以下质量百分比的原料组成：Si：10.3％；Fe：0.4％；Cu：2.5％；Mn：0.2％；Mg：0.3％；Zn：0.1％；Ti：0.05％；变质剂：0.03％；余量为Al。3.一种制备权利要求1或2所述的用于汽车活塞的耐磨高硅铝合金的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)先将铝锭投入熔炼炉中进行熔化，熔化温度控制范围在740～770℃，熔化时间2～3小...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩明，高贵军，
申请(专利权)人：江苏亚太安信达铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32