一种铝活塞用的铝合金材料及其加工方法技术

本发明专利技术公开了一种铝活塞用的铝合金材料及其加工方法，所述铝活塞用的铝合金材料包括以下重量百分比的原料：硅10‑15％；镍0.8‑2.5％；铜0.5‑3.5％；镁0.32‑0.67％；锰0.35‑0.55％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％；本发明专利技术的铝合金材料加工是采用将再生铝和电解铝放于物料集中反射炉中，进行混合加热至850℃直至熔化后得到铝液，熔炼后将温度降至740‑755℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍元素，调配各原料组分，搅拌静置；精炼处理，精炼后再除渣、除气，铸造、均匀化处理后得到本发明专利技术的铝合金材料。本发明专利技术提高了铝合金材料的抗冲击能力、抗拉强度、耐高温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铝活塞用的铝合金材料及其加工方法
本专利技术属于合金材料加工
，特别是涉及一种铝活塞用的铝合金材料及其加工方法。
技术介绍
活塞是汽车发动机的核心部件，是《工业强基》重点发展方向。随着国VI排放标准的制定及在部分城市的提前实施，尤其是自主品牌车企，因为技术及车型准备不充分将会受到较为严重的影响。从国V到国VI的排放升级，涉及到整个汽车产业链的升级。而非道路机械柴油机的节能减排要求必将同步提升。因此，对于非道路柴油发动机燃油效率、抗冲击能力等性能将进一步提高。一方面，柴油发动机燃油充分燃烧的情况下，会产生高温高压环境；另一方面，柴油发动机在非正常工作环境下瞬间产生的爆压极大，活塞作为发动机燃烧室的关键部件，对其抗冲击能力、抗拉强度、耐高温性能要求极高。现有的活塞因高温抗拉强度的限制，在发动机产生高爆压环境中的稳定性不可靠，存在一定风险。在活塞加工生产中，受国内专用制造设备精度及工艺制造水平的影响，我国柴油机活塞整体产品质量水平较低，其产品性能波动变化较大，亟需通过提升制造装备水平及工艺的优化和革新，来提升活塞产品整体质量水平。因此，研究开发活塞用高比强铝合金材料及其活塞产品的加工生产应用，提高活塞恶劣环境中的工作性能具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铝活塞用的铝合金材料及其加工方法，其可以提高铝活塞的抗冲击能力、抗拉强度和耐高温性能。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种铝活塞用的铝合金材料，其包括以下重量百分比的原料：硅10-15％；镍0.8-2.5％；铜0.5-3.5％；镁0.32-0.67％；锰0.35-0.55％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。优选地，所述的铝活塞用的铝合金材料还包括：铬0.01-0.06％，钛0.03-0.05％。优选地，所述的铝活塞用的铝合金材料包括以下重量百分比的原料：硅11-15％；镍0.15-2.2％；铜0.8-2.5％；镁0.45-0.58％；锰0.35-0.5％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。所述的铝活塞用的铝合金材料的加工方法，其包括以下步骤：（1）将再生铝和电解铝放于物料集中反射炉中，进行混合加热至850℃直至熔化后得到铝液，熔炼后将温度降至740-755℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍元素，调配各原料组分，搅拌静置；其中：熔化前配料时，针对再生铝中存在的铁质元素，采取五级磁选分离方式进行铁杂质的分离；（2）采用富铈混合稀土作为变质剂对步骤（1）中的铝液进行变质处理；（3）精炼处理，精炼后再除渣、除气，铝液静置，其中：精炼处理时，采取添加一定量的除铁剂；（4）铸造、均匀化处理后得到本专利技术的铝合金材料。优选地，在步骤（1）中采用碳纤维分散技术把碳纤维加入到熔化后的铝硅合金熔液中，用超声波搅拌进行分散处理，以使分散均匀。优选地，在步骤（1）中，熔炼后将温度降至740℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍元素。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用再生铝和电解铝混合熔炼后添加铜、镁、锰、镍热强元素，提高了铝合金材料在高温和常温下的抗拉强度；采用富铈混合稀土作为变质剂对铝液进行变质处理，使得材料初生Si相和A1-Si共晶相组织细化，进一步提高合金的性能；采用碳纤维分散技术把碳纤维加入到熔化后的铝硅合金熔液中，用超声波搅拌对其进行分散处理，以使其分散均匀，并获得更高热稳定性能、更高抗拉强度性能的铝合金材料，利用本专利技术中的铝合金材料加工的铝活塞使用性能得到大大提升。具体实施方式下面结合实施例详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围并不受此限制。实施例一：一种铝活塞用的铝合金材料，其包括以下重量百分比的原料：硅10％；镍0.8％；铜0.5％；镁0.32％；锰0.35％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。所述的铝活塞用的铝合金材料的加工方法，其包括以下步骤：（1）将再生铝和电解铝放于物料集中反射炉中，进行混合加热至850℃直至熔化后得到铝液，熔炼后将温度降至740-755℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍元素，调配各原料组分，搅拌静置；其中：熔化前配料时，针对再生铝中存在的铁质元素，采取五级磁选分离方式进行铁杂质的分离；（2）采用富铈混合稀土作为变质剂对步骤（1）中的铝液进行变质处理；（3）精炼处理，精炼后再除渣、除气，铝液静置，其中：精炼处理时，采取添加一定量的除铁剂；（4）铸造、均匀化处理后得到本专利技术的铝合金材料。实施例二：一种铝活塞用的铝合金材料，其包括以下重量百分比的原料：硅15％；镍2.5％；铜3.5％；镁0.67％；锰0.55％；铬0.06％；钛0.05％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。所述的铝活塞用的铝合金材料的加工方法，其包括以下步骤：（1）将再生铝和电解铝放于物料集中反射炉中，进行混合加热至850℃直至熔化后得到铝液，熔炼后将温度降至740-755℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍、铬和钛元素，调配各原料组分，搅拌静置；其中：熔化前配料时，针对再生铝中存在的铁质元素，采取五级磁选分离方式进行铁杂质的分离；（2）采用富铈混合稀土作为变质剂对步骤（1）中的铝液进行变质处理；（3）精炼处理，精炼后再除渣、除气，铝液静置，其中：精炼处理时，采取添加一定量的除铁剂；（4）铸造、均匀化处理后得到本专利技术的铝合金材料。实施例三：一种铝活塞用的铝合金材料，其包括以下重量百分比的原料：硅11％；镍0.8％；铜0.8％；镁0.55％；锰0.35％；铬0.03％；钛0.05％；余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。所述的铝活塞用的铝合金材料的加工方法，其包括以下步骤：（1）将再生铝和电解铝放于物料集中反射炉中，进行混合加热至850℃直至熔化后得到铝液，熔炼后将温度降至740-755℃，再依次添加硅、铜、镁、锰、镍、铬和钛元素，调配各原料组分，搅拌静置；其中：熔化前配料时，针对再生铝中存在的铁质元素，采取五级磁选分离方式进行铁杂质的分离；（2）采用富铈混合稀土作为变质剂对步骤（1）中的铝液进行变质处理；（3）精炼处理，精炼后再除渣、除气，铝液静置，其中：精炼处理时，采取添加一定量的除铁剂；（4）铸造、均匀化处理后得到本专利技术的铝合金材料。实施例四：一种铝活塞用的铝合金材料，其包括以下重量百分比的原料：硅12％；镍1.3％；...

【技术保护点】
1.一种铝活塞用的铝合金材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：/n硅10-15％；/n镍0.8-2.5％；/n铜0.5-3.5％；/n镁0.32-0.67％；/n锰0.35-0.55％；/n余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种铝活塞用的铝合金材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
硅10-15％；
镍0.8-2.5％；
铜0.5-3.5％；
镁0.32-0.67％；
锰0.35-0.55％；
余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。


2.根据权利要求1所述的铝活塞用的铝合金材料，其特征在于，还包括：
铬0.01-0.06％；
钛0.03-0.05％。


3.根据权利要求1所述的铝活塞用的铝合金材料，其特征在于，包括以下重量百分比的原料：
硅11-15％；
镍0.15-2.2％；
铜0.8-2.5％；
镁0.45-0.58％；
锰0.35-0.5％；
余量为铝和不可避免的杂质,各组分的重量百分比总和为100％。


4.根据权利要求1所述的铝活塞用的铝合金材料的加工方法，其特征在于，包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛平平，
申请(专利权)人：安徽恒明工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34