一种轻量化全铝合金连杆及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻量化全铝合金连杆，属于复合材料技术领域，该连杆重量轻、耐磨，具有使用寿命长、噪音低、节能的特点；包括连杆本体和设置在连杆本体上小头销孔中的铝合金衬套，其中，所述连杆本体为高强度铸造或者锻造的铝合金，所述的铝合金衬套为高硅耐磨耐热的铝合金，所述的连杆本体与铝合金衬套镶铸或热嵌入一体成型。本发明专利技术还公开了该种轻量化全铝合金连杆的制备方法。连杆的制备方法。连杆的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化全铝合金连杆及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料的
，更具体地说，尤其涉及一种轻量化全铝合金连杆；本专利技术还涉及该种连杆的制备方法。

技术介绍

[0002]发动机、空压机、制冷机连杆目前以铸铁或钢制连杆为主，存在的主要市场痛点是重量大、运行能源消耗大、噪音大，随着环保技能标准的提高，轻量化、低噪音连杆日益引起市场的重视，铝合金具有资源丰富、比重小的优点，是理想的轻量化材料，铝合金连杆在市场开始初步应用。但传统铝合金材料的耐磨性能不佳，特别是连杆小头轴销孔的受力大，更容易发生磨损，寿命不理想，为了提高铝合金连杆小头孔的耐磨性，目前有处理方法是在小头孔中嵌入传统钢
‑
铜层状复合材料的内衬，但钢与连杆基体的铝合金材料之间存在热匹配度及界面腐蚀度等问题，在连杆高速往复运动下内衬容易松动，其使用寿命和安全性都低，并且噪音也大。因此，亟待设计一种更轻便、耐磨性更好、噪音更小的连杆，以解决上述问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的前一目的在于提供一种轻量化全铝合金连杆，该连杆重量轻、耐磨，具有使用寿命长、噪音低、节能的特点。本专利技术的后一目的在于提供该种连杆的制备方法。
[0004]本专利技术的前一技术方案如下：
[0005]一种轻量化全铝合金连杆，包括连杆本体和设置在连杆本体上小头销孔中的铝合金衬套，其中，所述连杆本体为高强度铸造或者锻造的铝合金，所述的铝合金衬套为高硅耐磨耐热的铝合金，所述的连杆本体与铝合金衬套镶铸或热嵌入一体成型。/>[0006]进一步的，所述的铝合金衬套由以下重量份的材料组成：铝65～90份，硅20～30份，铜1～2.6份，镁1～3.0份，铁0.05～6份，钒0.05～2份，钇0.05～0.5份，锆0.05～0.5份，各材料百分比总和为100％。
[0007]进一步的，所述连杆本体的材料为2系铸造铝合金或者7系锻造高强度铝合金。
[0008]本专利技术的后一技术方案如下：
[0009]上述一种轻量化全铝合金连杆的制备方法，包括衬套制备和连杆制备，所述的衬套制备包括如下步骤：
[0010](1)按比例取铝、硅、铜、镁、铁、钒、钇和锆，并将其熔炼、精炼、喷射铸造后快速凝固得合金锭；
[0011](2)将步骤(1)所得合金锭反向热挤压后得合金管材；
[0012](3)将步骤(2)所得合金管材进行热处理，按尺寸要求精加工后得铝合金衬套(2)；
[0013]所述的连杆制备为将制备得到的铝合金衬套定置于连杆主体的压铸模具的小头销孔位置，注入熔化的铝合金材料压铸成型即得，或者将利用铝合金材料制备得到的铝合金衬套热嵌入制备好的连杆主体的小头销孔位置即得。
[0014]进一步的，在所述衬套制备的步骤(1)中，熔炼温度为800～850℃，精炼时使用氩气除气除渣，喷射铸造时所使用的气体为氮气，喷射压力为4～10Mpa，生成的合金锭直径为100～300mm。
[0015]进一步的，在所述衬套制备的步骤(2)中，挤压温度为420～485℃，挤压比为6.2～12。
[0016]进一步的，在所述衬套制备的步骤(3)中，热处理包括固溶、淬火和时效三个过程，所述的固溶温度为450～520℃，保温时间为2小时，所述的淬火温度为55～65℃，冷却时间为8～10秒，所述的时效温度为120～160℃，时间为2～12小时。
[0017]进一步的，在所述衬套制备的步骤(3)中，经过精加工后的铝合金衬套壁厚为4～10mm。
[0018]进一步的，所述步骤(4)中，所使用的铝合金材料为2系或者7系的高强度铝合金。
[0019]进一步的，所述的连杆制备中，所述的铝合金材料为2系铸造铝合金或者7系锻造高强度铝合金。
[0020]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0021]1.本专利技术的一种轻量化全铝合金连杆中，包括连杆本体和设置在连杆本体上小头销孔中的铝合金衬套，所述的铝合金衬套由铝、硅、铜、镁、铁、钒、钇和锆等材料组成，通过这些原料的相互配合组成的铝合金衬套，刚性强耐磨性好，使用时噪音也低，所述的连杆本体为铝合金材料，所述的连杆本体与衬套一体成型，连杆和衬套材料都为铝合金，使其热匹配界面相容性更好，结合强度更高，使用更安全，还实现了连杆的轻量化。
[0022]2.本专利技术的一种轻量化全铝合金连杆的制备方法，包括衬套制备和连杆制备，衬套制备时将各种材料快速凝固后制作出铝合金衬套，连杆制备时将制备得到的铝合金衬套定置于连杆主体的压铸模具的小头销孔位置，注入熔化的铝合金材料压铸一体成型即得，或者将制备好的铝合金衬套热嵌入锻压制备好的连杆主体小头销孔位置即得，使连杆主体和铝合金衬套更好的相互结合，热匹配界面相容性更好，结合强度更高，使用更加安全；铝合金衬套为含硅量高的铝合金，其刚性更高耐磨性更好，铝合金衬套中硅质点分布细小均匀，是良好的自润滑材料，能够有效降低运动过程中所产生的噪音。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1是本专利技术中连杆的结构示意图；
[0025]图2是本专利技术中连杆本体的小头销孔的结构示意图；
[0026]图3是对比试验中磨料的结构示意图。
[0027]附图标记说明：1
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连杆本体；2
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铝合金衬套。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施方式，对本专利技术的技术方案作进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制。
[0029]实施例1
[0030]参照图1和2所示，本专利技术的一种轻量化全铝合金连杆，包括连杆本体1和设置在连杆本体1上小头销孔中的铝合金衬套2。所述的铝合金衬套2由以下重量份的材料组成：铝74.2份，硅20份，铜2份，镁1.8份，铁0.5份，钒0.5份，钇0.5份，锆0.5份。所述连杆本体1为2系A356压铸铝合金材料，所述的连杆本体1与铝合金衬套2压铸成型。
[0031]一种轻量化全铝合金连杆的制备方法，包括衬套制备和连杆制备，所述的衬套制备包括如下步骤：
[0032](1)按比例取铝、硅、铜、镁、铁、钒、钇和锆，并将其熔炼、精炼、喷射铸造后快速凝固得合金锭。
[0033]其中，熔炼温度为820℃，精炼时使用氩气除气除渣，喷射铸造时所使用的气体为氮气，喷射压力为5Mpa，生成的合金锭直径为300mm。
[0034](2)将步骤(1)所得合金锭反向热挤压后得合金管材。
[0035]其中，挤压温度为445℃，挤压比为6.2，挤压方式为反向挤压。
[0036](3)将步骤(2)所得合金管材进行热处理，按尺寸要求精加工后得铝合金衬套2。
[0037]其中，热处理包括固溶、淬火和时效三个过程。所述的固溶温度为450℃，保温时间为2小时，所述的淬火温度为55℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化全铝合金连杆，包括连杆本体(1)和设置在连杆本体(1)上小头销孔中的铝合金衬套(2)，其特征在于，所述连杆本体(1)为高强度铸造或者锻造的铝合金，所述的铝合金衬套(2)为高硅耐磨耐热的铝合金，所述的连杆本体(1)与铝合金衬套(2)镶铸或热嵌入一体成型。2.根据权利要求1所述的一种轻量化全铝合金连杆，其特征在于，所述的铝合金衬套(2)由以下重量份的材料组成：铝65～90份，硅20～30份，铜1～2.6份，镁1～3.0份，铁0.5～6份，钒0.05～2份，钇0.05～0.5份，锆0.05～0.5份，各材料百分比总和为100％。3.根据权利要求1所述的一种轻量化全铝合金连杆，其特征在于，所述连杆本体(1)的材料为2系铸造铝合金或者7系锻造高强度铝合金。4.根据权利要求1或2所述的一种轻量化全铝合金连杆的制备方法，其特征在于，包括衬套制备和连杆制备，所述的衬套制备包括如下步骤：(1)按比例取铝、硅、铜、镁、铁、钒、钇和锆，并将其熔炼、精炼、喷射铸造后快速凝固得合金锭；(2)将步骤(1)所得合金锭反向热挤压后得合金管材；(3)将步骤(2)所得合金管材进行热处理，按尺寸要求精加工后得铝合金衬套(2)；所述的连杆制备为将制备得到的铝合金衬套(2)定置于连杆主体(1)的压铸模具的小头销孔位置，注入熔化...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟孝贤，卜志强，
申请(专利权)人：玉林师范学院，
类型：发明
国别省市：