铝活塞燃烧室的二次浇注材料及制备方法技术

本申请公开了铝活塞燃烧室的二次浇注材料及制备方法，第一方面，本申请涉及活塞燃烧室的二次浇注材料，包括以下按重量份数计的组分：碳化硅0.5

【技术实现步骤摘要】
铝活塞燃烧室的二次浇注材料及制备方法


[0001]本申请涉及活塞制造
，尤其是涉及铝活塞燃烧室的二次浇注材料及制备方法。

技术介绍

[0002]活塞燃烧室的材料老化通常是由高温和高压带来的，在内燃机的工作过程中，燃气在燃烧室内迅速燃烧，使得燃烧室内的温度和压力快速升高。
[0003]铝合金是一种常用于制作活塞燃烧室的材料，大部分厂家为便于大批量生产以及提高铝合金性能，在材料中加大了镍、铜等元素在合金中的含量，但是高温高压下，铝、铜以及镍等元素容易发生扩散，导致偏析现象的出现，从而导致合金抗拉强度和抗疲劳性能降低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，开发铝活塞燃烧室的二次浇注材料，本申请提供铝活塞燃烧室的二次浇注材料及制备方法。
[0005]一方面，本申请提供的铝活塞燃烧室的二次浇注材料，包括以下按重量份数计的组分：碳化硅0.5
‑
1.5份，铝粉40
‑
70份；Fe
‑
Cr
‑
B基体合金10
‑
15份、铜粉4
‑
8份；镁粉0.1
‑
0.8份以及镍粉1
‑
3份。
[0006]通过采用上述技术方案，以铝粉和Fe
‑
Cr
‑
B基体合金配合使用，作为该二次浇注材料的基体，在高温处理下，形成FeAl、CrAl以及FeB等强化相，其强化相内部的原子排布结构和晶格尺寸、组分和相容性较为稳定，能够降低合金中元素偏析的概率，提高了该二次浇注材料的强度和抗疲劳性，同时，碳化硅可以抑制各组分在高温下的扩散率，因此配合铜粉、镁粉以及镍粉，可以进一步提高强化相的稳定性，阻止在高温高压下出现偏析的现象，防止裂纹出现，从而能够进一步提升该二次浇注材料的抗拉强度以及抗疲劳性。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述铝粉与Fe
‑
Cr
‑
B基体合金的质量比为(4.5
‑
6.5):(1.2
‑
1.4)。
[0008]通过采用上述技术方案，Fe
‑
Cr
‑
B基体合金与铝粉采用了特定的配比和添加量，使得各组分之间发挥出了更加优越的协同功能，使得Fe
‑
Cr
‑
B基体合金表面的Cr和B元素可以与Al
203
形成更强的界面结合，从而进一步提高该二次浇注材料的强度和抗疲劳性能。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述二次浇注材料中还包括氮化硼，所述碳化硅与氮化硼的质量比为(0.7
‑
1.2):(0.3
‑
0.5)。
[0010]通过采用上述技术方案，碳化硅
‑
氮化硼采用了特定的配比和添加量，可以在混合金属粉末表面形成一层薄膜，防止金属粉末氧化，使得各金属粉充分散开，便于混合均匀，同时在高温作用下，可以加强铝粉与其它金属粉末之间的界面结合力，抑制各组分在高温下的扩散率，使得基体变得更加坚固，从而有效地阻止该二次浇注材料中出现偏析的现象，从而提高抗拉强度和抗疲劳性能。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述的碳化硅的粒径为20～60μm。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述Fe
‑
Cr
‑
B基体合金的硬度为52～62HRC。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述Al、Mg、Ni以及Cu金属粉末的纯度>98％，且粒度为30
‑
50μm。
[0014]第二方面，本申请提供了铝活塞燃烧室的二次浇注材料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、将所述Fe
‑
Cr
‑
B基体合金颗粒进行球磨，使其成粉末状；
[0016]S2、按配方量，分别称量碳化硅、Fe
‑
Cr
‑
B基体合金粉末、铝粉、铜粉、镁粉以及镍粉进行机械搅拌混合，混合后进行超声分散，制得混合物料；
[0017]S3、将混合物料900～1200℃进行熔炼，得到二次浇注用合金液。
[0018]作为上述技术方案的改进，所述S3步骤中的升温速率为5～8℃/min
[0019]作为上述技术方案的改进，所述球磨转速为400r/min～500r/min，球磨时间为5～10h。
[0020]作为上述技术方案的改进，所述超声处理时间为20
‑
30min。
[0021]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0022]1.本申请以铝粉和Fe
‑
Cr
‑
B基体合金配合使用，作为该二次浇注材料的基体，在高温处理下，形成FeAl、CrAl以及FeB等强化相，其强化相内部的原子排布结构和晶格尺寸、组分和相容性较为稳定，能够降低合金中元素偏析的概率，提高了该二次浇注材料的强度和抗疲劳性，同时，碳化硅可以抑制各组分的扩散率，因此配合铜粉、镁粉以及镍粉，可以进一步提高强化相的稳定性，阻止在高温高压下出现偏析的现象，防止裂纹出现，从而能够进一步提升该二次浇注材料的抗拉强度以及抗疲劳性。
[0023]2.本申请的Fe
‑
Cr
‑
B基体合金与铝粉，采用了特定的配比和添加量，使得各组分之间发挥出了更加优越的协同功能，使得Fe
‑
Cr
‑
B基体合金表面的Cr和B元素可以与Al
203
形成更强的界面结合，从而进一步提高该二次浇注材料的强度和抗疲劳性能。
[0024]3.本申请的制备方法，制备工艺简单，能够将铝粉
‑
Fe
‑
Cr
‑
B基体合金体系进行均匀分散，使得该二次浇注材料具有较高的分散度，从而可以提高各组分之间的结合力，从而提高了二次浇注材料的抗拉强度和抗疲劳性能。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0026]本申请设计了铝活塞燃烧室的二次浇注材料，包括以下按重量份数计的组分：碳化硅0.5
‑
1.5份，铝粉40
‑
70份；Fe
‑
Cr
‑
B基体合金10
‑
15份、铜粉4
‑
8份；镁粉0.1
‑
0.8份以及镍粉1
‑
3份。
[0027]所述铝粉与Fe
‑
Cr
‑
B基体合金的质量比为(4.5
‑
6.5):(1.2
‑
1.4)。
[0028]所述二次浇注材料中还包括氮化硼，所述碳化硅与氮化硼的质量比为(0.7
‑
1.2):(0.3
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铝活塞燃烧室的二次浇注材料，其特征在于：包括以下按重量份数计的组分：碳化硅0.5
‑
1.5份、铝粉40
‑
70份、Fe
‑
Cr
‑
B基体合金10
‑
15份、铜粉4
‑
8份、镁粉0.1
‑
0.8份以及镍粉1
‑
3份。2.根据权利要求1所述的铝活塞燃烧室的二次浇注材料，其特征在于：所述铝粉与Fe
‑
Cr
‑
B基体合金的质量比为(4.5
‑
6.5):(1.2
‑
1.4)。3.根据权利要求1所述的铝活塞燃烧室的二次浇注材料，其特征在于：所述二次浇注材料中还包括氮化硼，所述碳化硅与氮化硼的质量比为(0.7
‑
1.2):(0.3
‑
0.5)。4.根据权利要求1所述的铝活塞燃烧室的二次浇注材料，其特征在于：所述碳化硅的粒径为20～60μm。5.根据权利要求1所述的铝活塞燃烧室的二次浇注材料，其特征在于：所述Fe
‑
Cr
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文，洪群杰，章高伟，
申请(专利权)人：安徽省恒泰动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：