低塑性铝活塞合金制造技术

一种低塑性铝活塞合金，以低塑性铸造铝合金为基体材料，其成分中添加占合金量０．８～１．４％的富砷混合稀土元素及Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ微量金属元素。本发明专利技术的合金材料，在熔炼过程中，稀土元素与合金元素发生相互作用，生成多种稀土化合物强化相，使合金组织均匀，晶粒细化，晶界强化，线膨胀系数减小，从而明显提高强度、硬度，增强体积稳定性和切削加工性能。其抗拉强度≥２７５Ｎ／ｍｍ↑［２］，硬度ＨＢＳ９５～１３５，制成的活塞体积稳定性≤２％Ｄ，特别适合制作有特殊要求的中凸变椭型铝合金活塞。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以铝为基本组分的合金材料，尤其是用作制造内燃机、压缩机活塞的低塑性铝活塞合金。
技术介绍
内燃机、压缩机中的活塞是极为重要的零件，一般由铸造铝合金制作，而合金材料的组分及含量对活塞的机械性能、加工性能和体积稳定性起到关键作用。按现行国家标准，铸造铝合金以铝为基本组分，含有Cu、Mh、Si、Fe、Mn，等元素，各组分的含量在一定范围内。实践证明，现有铸造铝合金在硬度、抗拉强度、体积稳定性和切削加工性能方面有一定局限性，对于制作有特殊要求的中凸变椭型铝合金活塞难以达到设计和使用要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有铸造铝合金的不足之处，提供一种硬度和强度提高，体积稳定性好，而且又易于切削加工的低塑性铝活塞合金。本专利技术的技术方案是低塑性铝活塞合金，以低塑性铸造铝合金为基体材料，合金成分中含有Al、Si、Cu、Mg、Fe、Mn，改进之处是，合金成分中添加富砷混合稀土元素Re，以及微量金属元素Sn、Pb、Zn、Cr、Ti，该合金中各成分含量为Cu 0.8％～1.3％；Mg 0.7％～1.3％；Si 11％～13％；Fe 0.05％～0.8％；Mn 0.05％～0.15％；Re 0.8％～1.4％；Sn 0.001％～0.005％；Pb 0.001％～0.005％；Zn 0.01％～0.15％；Cr 0.01％～0.10％；Ti 0.05％～0.20％；Al余量，以上百分数均为重量百分数。由于加入稀土元素和微量金属元素，在熔炼过程中，稀土元素与合金中元素发生相互作用，生成多种稀土化合物强化相，一方面使合金组织均匀，晶粒细化，使同样的变形量由较多的晶粒来承担，不致产生应力集中，加之稀土化合物相阻止了针状脆性相的生成，同样减少应力集中，从而改善材料塑性，提高切削加工性能；另一方面，稀土化合物相在凝固过程中，消耗了合金中其它合金化元素，与基体相的相界明显增加，在相界附近发生晶格畸变，起到晶界强化作用，改变了部分合金相形成的温度范围，减少了残余共晶液体量，使多元共晶得以细化，在一定程度上抑制了粗大共晶体的形成，提高了材料的强度和硬度，减小线膨胀系数，增强体积稳定性。本专利技术中稀土元素的加入比现有铸造铝合金在液态时加入氟化钠和氯化钠的混合盐更好地起到“去渣、除气、细化晶粒”的作用，效果明显增强；而加入一定量的微量金属元素，则有助于强化晶界，共同提高合金性能。经测试，本专利技术合金抗拉强度≥275N/mm2，硬度HBS95～135，宏观组织集中性孔洞和分散性孔洞1～3级，显微金相组织1～3级，制成的活塞体积稳定性≤2％D，同一活塞硬度差小于HBS20，明显优于GB/T1148-93要求。具体实施例方式取Cu0.9kg，Mg0.9kg，Si12kg，Fe0.5kg，Mn0.1kg，Al84.06kg混合成A组分；取Sn0.005kg，Pb0.005kg，Zn0.1kg，Cr0.08kg，Ti0.15kg混合成B组分，将A组分在反射炉内熔化至750℃时，先加入B组分，搅拌，20分钟后，再加入富砷混合稀土元素Re1.2kg，搅拌，然后转入坩埚电阻炉保温，在恒温下浇铸成低塑性铝活塞合金。权利要求1.一种低塑性铝活塞合金，以低塑性铸造铝合金为基体材料，合金成分中含有Al、Si、Cu、Mg、Fe、Mn，其特征是，合金成分中添加富砷混合稀土元素Re，以及微量金属元素Sn、Pb、Zn、Cr、Ti，该合金中各成分含量为Cu 0.8％～1.3％；Mg 0.7％～1.3％；Si 11％～13％；Fe 0.05％～0.8％；Mn 0.05％～0.15％；Re 0.8％～1.4％；Sn 0.001％～0.005％；Pb 0.001％～0.005％；Zn 0.01％～0.15％；Cr 0.01％～0.10％；Ti 0.05％～0.20％；Al余量，以上百分数均为重量百分数。全文摘要一种低塑性铝活塞合金，以低塑性铸造铝合金为基体材料，其成分中添加占合金量0.8～1.4％的富砷混合稀土元素及Sn、Pb、Zn、Cr、Ti微量金属元素。本专利技术的合金材料，在熔炼过程中，稀土元素与合金元素发生相互作用，生成多种稀土化合物强化相，使合金组织均匀，晶粒细化，晶界强化，线膨胀系数减小，从而明显提高强度、硬度，增强体积稳定性和切削加工性能。其抗拉强度≥275N/mm文档编号C22C21/02GK1752250SQ200510095039公开日2006年3月29日 申请日期2005年10月27日 优先权日2005年10月27日专利技术者黄光华 申请人:江苏万里活塞轴瓦总厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低塑性铝活塞合金，以低塑性铸造铝合金为基体材料，合金成分中含有Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｍｎ，其特征是，合金成分中添加富砷混合稀土元素Ｒｅ，以及微量金属元素Ｓｎ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｔｉ，该合金中各成分含量为：Ｃｕ０．８％～１．３％；Ｍｇ０．７％～１．３％；Ｓｉ１１％～１３％；Ｆｅ０．０５％～０．８％；Ｍｎ０．０５％～０．１５％；Ｒｅ０．８％～１．４％；Ｓｎ０．００１％～０．００５％；Ｐｂ０．００１％～０．００５％；Ｚｎ０．０１％～０．１５％；Ｃｒ０．０１％～０．１０％；Ｔｉ０．０５％～０．２０％；Ａｌ余量，以上百分数均为重量百分数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光华，
申请(专利权)人：江苏万里活塞轴瓦总厂，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]