一种下水室制造技术

本发明专利技术属于金属材料技术领域，具体涉及一种下水室，下水室由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的原料组成：笼型聚倍半硅氧烷：0.5‑2.5％、Sr：0.02‑0.1％、Zr：0.15‑0.25％、Mn：0.04‑0.1％、Zn：0.07‑0.14％、余量为Al和杂质。并通过冶炼、气流搅拌、固化成型、成品等工艺步骤进行制备，最终获得的产品具有较好的强度、硬度、伸长率及耐蚀性，适合于复杂的使用环境。

【技术实现步骤摘要】
一种下水室
本专利技术涉及一种下水室，属于金属材料领域。
技术介绍
汽车水室是汽车散热器的重要组成部分，汽车水室一般设置在散热器的上部和下部，其作用是用于缓冲流入散热器芯体内的冷却水，并将散热器冷却后的冷却水重新输送至发动机保证发动机的散热效果。汽车水室一般可以简单的区分为上、下两个水室，作用均比较单一，主要是用于储存冷却水并辅助散热，但不可或缺。由此可见，下水室在散热器中起到的过渡协助作用还是具有较大的作用。而下水室的形状在制备时已经决定，无法从形状上进行优化从而延长下水室的使用寿命，所以我们致力于下水室的材质优化，从根本上延长下水室的有效使用寿命。铝合金具有较好的性能。铝合金是指以铝为基础，加入一定量的金属/非金属等添加元素并控制杂质元素含量而组成的合金体系。铝合金兼具高强度、高硬度、耐腐蚀和重量轻的优点，适合用作结构材料。但是传统铝合金的材质组成和冶炼工艺无法更好的提升合金性能。针对传统合金硬度低，不耐磨等缺点，公开号102121414A公开了一种全铝合金的重型卡车水箱，其通过利用铝合金来替代塑料，并通过结构改变制成水箱，从而提高水箱的使用寿命、减少塑料制造对环境的污染、降低用户维护使用成本。然而，这种简单的材质替换容易在制备工艺上产生缺陷，且无法从根本上改变水室的性能，更无法应对复杂的使用环境。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提供更高强度、高硬度、耐腐蚀的可以适应复杂环境的下水室。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种下水室，所述的下水室由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的原料组成：笼型聚倍半硅氧烷：0.5-2.5％、Sr：0.02-0.1％、Zr：0.15-0.25％、Mn：0.04-0.1％、Zn：0.07-0.14％、余量为Al和杂质。作为优选，所述笼型聚倍半硅氧烷呈颗粒状，粒径为0.5-1.5mm。进一步优选，所述笼型聚倍半硅氧烷的每一个颗粒包覆有铜箔，包覆形态为半包覆或全包覆。进一步优选，所述铜箔的厚度为6-10μm，笼型聚倍半硅氧烷与铜箔的体积比为20-30:1。本专利技术在铝合金材质中，特殊加入了笼型聚倍半硅氧烷，其根本属性属于无机粒子，但是由于硅元素在其中存在延伸性，其同时又具有金属性，在试验过程中，发现能很好的融入铝合金中，作为增强组份。在开发铝合金的过程中，我们发现铝合金中的不同元素在混合形成组份的同时，会存在不同程度的晶须生长现象，而过度的生长会不同程度上影响合金的性能，容易造成合金成型后产生微裂纹，降低合金生产的产品的寿命，同时，也不利于晶粒细化，造成合金属性(如强度、硬度、抗性等)下降。晶须生长的动力很大程度上来自于合金中微量氧对部分添加元素的氧化生成氧化物，进而引起体积膨胀，对周围的其他相产生压迫应力，而笼型聚倍半硅氧烷能极大地缓解添加元素的氧化进程，抑制添加元素的氧化物生成，从而减缓晶须生长。而将笼型聚倍半硅氧烷的粒径进行限定，是为了更好的融入合金组分中，避免粒径过大发生分层(融合不充分)。同时，笼型聚倍半硅氧烷能促进Sr、Zr元素对合金的变质效果，合金室温抗拉强度比未变质前提高25％以上，且Sr元素更易富集于合金表层，进一步增强合金的耐蚀性能，这就使得下水室能应对不同温度差异下的冷却水产生的腐蚀力。考虑到笼型聚倍半硅氧烷的无机粒子性略高于其金属性，在其外层进行了铜箔包覆处理，同时限定了铜箔的厚度和用量，较小的厚度和较低含量的铜箔能充分保证笼型聚倍半硅氧烷与合金结合程度。同时，微量的铜元素也会增强合金的综合性能。本专利技术在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案：一种下水室的制备方法，包括如下步骤：(1)冶炼：按上述原料进行称取，将除笼型聚倍半硅氧烷外的所有原料混合熔融形成合金液；(2)气流搅拌：从合金液侧面向合金液中通入惰性气体，同时以石墨网从合金液侧面循环反复过筛；(3)固化成型：缓慢降低温度，待合金液呈半固态浆液时，加入笼型聚倍半硅氧烷颗粒，继续以石墨网过筛，自然冷却直至形成合金块；(4)成品：将合金块经机械加工形成下水室。本专利技术在下水室的制备过程中，特殊采用了气流搅拌的合金加工工艺。气流搅拌是将气流与搅拌相结合的方式，利用气流对合金液产生强对流，并利用石墨网过筛的搅拌方式，进行合金晶粒细化，进而形成性能良好的半固态组织，极大地增强了合金的延伸率。作为优选，气流搅拌时的温度控制在600-650℃，并在固化时采用软金属进行冷却(如镓铟合金、锡合金等)。保持较为缓慢的冷却速率，能保护笼型聚倍半硅氧烷颗粒不会因为温度的较大差异发生部分变性和部分固化，形成成分不均匀的合金。作为优选，步骤(2)所述惰性气体包括氩气、氦气、氖气中的一种或多种。作为优选，步骤(2)中侧面通气时，合金液上表面形成不破裂的鼓泡。通入气体时，由于气泡作用，使合金液处于强对流、强搅拌状态。此时气泡产生紊流附加切应力作用于合金液。在紊流中，流体质点做布朗运动，从而引起不同金属流体相质点间的动量交换，由此产生较大的切应力和损失更多的有效能。即优化合金组织形态。作为优选，步骤(2)所述石墨网的网格高度不超过合金液上表面。作为优选，步骤(2)惰性气体的速率与石墨网的过筛速率一致，均为0.5-1.5cm/s。无论是控制鼓泡不破裂，还是石墨网高度不超过合金液上表面，均是为了控制惰性气体不会从合金液上表面逸散，保证合金的组织相具有层次性，使得最外层的合金相具有更高的耐蚀性。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：(1)本专利技术特殊加入了笼型聚倍半硅氧烷，作为增强组份，并抑制晶须生长。(2)本专利技术在笼型聚倍半硅氧烷外层进行了铜箔包覆处理，并限定铜箔的厚度和用量，较小的厚度和较低含量的铜箔能充分保证笼型聚倍半硅氧烷与合金结合程度。(3)本专利技术特殊采用了气流搅拌的合金加工工艺，即将气流与搅拌相结合的方式，利用气流对合金液产生强对流，并利用石墨网过筛的搅拌方式，进行合金晶粒细化，进而形成性能良好的半固态组织，极大地增强了合金的延伸率。具体实施方式以下是本专利技术的具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。实施例1配料：按上述铝合金配比称取原料，包括笼型聚倍半硅氧烷：1.5％、Sr：0.06％、Zr：0.2％、Mn：0.07％、Zn：0.1％、余量为Al和杂质，其中笼型聚倍半硅氧烷呈颗粒状，粒径为1mm，且笼型聚倍半硅氧烷的每一个颗粒均包覆有呈半包覆样式的铜箔，控制铜箔的厚度为8μm，笼型聚倍半硅氧烷与铜箔的体积比为25:1；冶炼：将除笼型聚倍半硅氧烷外的所有原料混合熔融形成合金液；气流搅拌：控制合金液温度为630℃，从合金液侧面向合金液中通入氩气、氦气、氖气混合气，并保持合金液上表面形成不破裂的鼓泡，同时以网格高度不超过合金液上表面的石墨网从合金液侧面循环反复过筛，保持惰性气体的速率与石墨网的过筛速率一致，均为1cm/s；固化成型：利用镓铟合金对合金液进行缓慢降温，待合金液呈半固态浆液时，加入笼型聚倍半硅氧烷颗粒，继续以石墨网过筛，自然冷却直至形成合金块；成品：将合金块经机械加工形成下水室。实施例2配料：按上述铝合金配比称取原料，包括笼型聚倍半硅氧烷：0.5％、Sr：0.02％、Zr：0.15％、Mn：0.04％、Zn：0.07％、余量为Al和杂质，其中笼型聚倍半硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下水室，其特征在于，所述的下水室由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的原料组成：笼型聚倍半硅氧烷：0.5‑2.5％、Sr：0.02‑0.1％、Zr：0.15‑0.25％、Mn：0.04‑0.1％、Zn：0.07‑0.14％、余量为Al和杂质。

【技术特征摘要】
1.一种下水室，其特征在于，所述的下水室由铝合金制成，所述的铝合金由如下质量百分比的原料组成：笼型聚倍半硅氧烷：0.5-2.5％、Sr：0.02-0.1％、Zr：0.15-0.25％、Mn：0.04-0.1％、Zn：0.07-0.14％、余量为Al和杂质。2.根据权利要求1所述的下水室，其特征在于，所述笼型聚倍半硅氧烷呈颗粒状，粒径为0.5-1.5mm。3.根据权利要求2所述的下水室，其特征在于，所述笼型聚倍半硅氧烷的每一个颗粒包覆有铜箔，包覆形态为半包覆或全包覆。4.根据权利要求3所述的下水室，其特征在于，所述铜箔的厚度为6-10μm，笼型聚倍半硅氧烷与铜箔的体积比为20-30:1。5.一种下水室的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)冶炼：按权利要求1所述原料进行称取，将除笼型聚倍半硅氧烷外的所有原料混合熔融...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志阳，王文刚，
申请(专利权)人：宁波铭发汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33