一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用，该铸造铝合金，包括以下质量百分比的组分：Si:11.0～13.0％、Cu:1.0～3.0％、Mg:0.5～1.5％、Zn:1.0～5.0％、P:0.02～0.05％、Mn≤0.3％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。本发明专利技术的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，通过加入磷和锌元素，两种元素分别起到为共晶硅相提供结晶核心和阻碍硅相长大的作用，二者综合作用细化了共晶硅，并使共晶硅在铝基体中分布均匀，锌还有强化铝基体的作用，从而使材料获得高的强度和耐磨性。磨性。磨性。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及金属材料
，尤其涉及一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]铝
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硅类铸造铝合金具有良好的铸造性能，在航空航天、汽车等工业领域有广泛的应用。铝
‑
硅类合金按硅含量的不同分为共晶型、亚共晶型和过共晶型，亚共晶型合金的力学性能较好，但其耐磨性较差；过共晶型合金耐磨性好、热膨胀系数小、体积稳定性好，但其强度较低、切削加工性能很差；共晶型的合金铸造性能最好，但其强度与耐磨性不高，现有合金还不能适应汽车等工业领域发展的需要，限制了其应用范围。
[0003]因此，针对现有铝硅合金应用于需要高强度、高耐磨的零件，如双离合器换挡毂、活塞等，存在的问题，有必要对此进行改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出了一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用，以解决现有技术中铝硅合金强度与耐磨性不高的技术缺陷。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，包括以下质量百分比的组分：Si:11.0～13.0％、Cu:1.0～3.0％、Mg:0.5～1.5％、Zn:1.0～5.0％、P:0.02～0.05％、Mn≤0.3％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。
[0006]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，包括以下质量百分比的组分：Si:11.5～12.5％、Cu:1.9～2.1％、Mg:0.9～1.1％、Zn:3.0～4.0％、P:0.03～0.04％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。
[0007]第二方面，本专利技术还提供了一种所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]S1、按配比称取金属或金属合金，熔炼后得到铝合金熔体；
[0009]S2、将铝合金进行金属型重力铸造，制得铝合金铸件；
[0010]S3、将铝合金铸件进行热处理，即制备得到铸造铝合金。
[0011]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，S1具体包括：
[0012]按配比将结晶硅、电解铜、铝锭放入电熔炉中，送电熔化；当温度升至740～760℃时停电，加入烘烤干燥的锌和镁，镁在铝液中完全熔化后，继续通电升温；
[0013]温度达到780～800℃时，将磷铜中间合金放入铝液内，直到熔解；
[0014]加入精炼剂进行精炼，精炼完毕后，在铝熔体表面撒扒渣剂，对铝熔体表面进行搅拌，静置10～15分钟，打捞熔渣，获得铝合金熔体。
[0015]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，S2中将铝合金进行金属型重力铸造时，控制浇注温度为720～730℃、金属型模具温度为220～230℃。
[0016]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，S3中将铝合金铸件
进行热处理具体包括：
[0017]将铝合金铸件于505～515℃下保温4～10h，得到固溶处理的铸件；
[0018]将固溶处理的铸件转移至20～40℃水中冷却，得到淬火处理的铸件；
[0019]将淬火处理的铸件于160～180℃下保温2～6h，最后在空气中冷却到室温。
[0020]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，将固溶处理的铸件转移至水中时间不超过10s。
[0021]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，当铝液的温度为720～750℃时加入精炼剂进行精炼。
[0022]可选的，所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，所述精炼剂包括氯化锰、氯化锌、惰性气体中的一种；所述扒渣剂包括无钠扒渣剂。
[0023]第三方面，本专利技术还提供了一种所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金在制备汽车双离合变速器换挡毂或活塞中的应用。
[0024]本专利技术的一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金及其制备方法和应用相对于现具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，通过加入磷和锌元素，两种元素分别起到为共晶硅相提供结晶核心和阻碍硅相长大的作用，二者综合作用细化了共晶硅，并使共晶硅在铝基体中分布均匀，锌还有强化铝基体的作用，从而使材料获得高的强度和耐磨性；
[0026](2)本专利技术的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，选择共晶型的成分，具有优异在铸造性能，加工性能良好；
[0027](3)本专利技术的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，制备工艺简单，可用于汽车双离合变速器换挡毂、活塞的生产制造。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例3制备得到的铸造铝合金的金相组织图；
[0030]图2为本申请对比例ZL108铸造铝合金的金相组织图；
[0031]图3为本申请实施例1
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4制备得到的铸造铝合金与对比例ZL108铝合金共晶硅相平均尺寸。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术实施方式，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本专利技术提供了一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，包括以下质量百分比的组
分：Si:11.0～13.0％、Cu:1.0～3.0％、Mg:0.5～1.5％、Zn:1.0～5.0％、P:0.02～0.05％、Mn≤0.3％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。
[0034]需要说明的是，本申请实施例中，不可避免的杂质元素包括Fe、Ca、Sn等。
[0035]在一些实施例中，高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，包括以下质量百分比的组分：Si:11.5～12.5％、Cu:1.9～2.1％、Mg:0.9～1.1％、Zn:3.0～4.0％、P:0.03～0.04％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。
[0036]本申请的铸造铝合金材料通过加入磷和锌元素，两种元素分别起到为共晶硅相提供结晶核心和阻碍硅相长大的作用，二者综合作用细化了共晶硅，并使共晶硅在铝基体中分布均匀，锌还有强化铝基体的作用，从而使材料获得高的强度和耐磨性。
[0037]基于同一专利技术构思，本申请还提供了上述高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，包括以下步骤：
[0038]S1、按配比称取金属或金属合金，熔炼后得到铝合金熔体；
[0039]S2、将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：Si:11.0～13.0％、Cu:1.0～3.0％、Mg:0.5～1.5％、Zn:1.0～5.0％、P:0.02～0.05％、Mn≤0.3％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。2.如权利要求1所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：Si:11.5～12.5％、Cu:1.9～2.1％、Mg:0.9～1.1％、Zn:3.0～4.0％、P:0.03～0.04％、不可避免的杂质元素≤0.3％、余量的Al。3.一种如权利要求1或2所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按配比称取金属或金属合金，熔炼后得到铝合金熔体；S2、将铝合金进行金属型重力铸造，制得铝合金铸件；S3、将铝合金铸件进行热处理，即制备得到铸造铝合金。4.如权利要求3所述的高强度高耐磨共晶型铸造铝合金的制备方法，其特征在于，S1具体包括：按配比将结晶硅、电解铜、铝锭放入电熔炉中，送电熔化；当温度升至740～760℃时停电，加入烘烤干燥的锌和镁，镁在铝液中完全熔化后，继续通电升温；温度达到780～800℃时，将磷铜中间合金放入铝液内，直到熔解；加入精炼剂进行精炼，精炼完毕后...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾大新，何建刚，史秋月，李峰光，郭睿，范海民，王金刚，
申请(专利权)人：湖北汽车工业学院，
类型：发明
国别省市：