專利名稱：低塑性鋁活塞合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以鋁為基本組分的合金材料，尤其是用作制造內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)活塞的低塑性鋁活塞合金。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)中的活塞是極為重要的零件，一般由鑄造鋁合金制作，而合金材料的組分及含量對(duì)活塞的機(jī)械性能、加工性能和體積穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，鑄造鋁合金以鋁為基本組分，含有Cu、Mh、Si、Fe、Mn，等元素，各組分的含量在一定范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，現(xiàn)有鑄造鋁合金在硬度、抗拉強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和切削加工性能方面有一定局限性，對(duì)于制作有特殊要求的中凸變橢型鋁合金活塞難以達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有鑄造鋁合金的不足之處，提供一種硬度和強(qiáng)度提高，體積穩(wěn)定性好，而且又易于切削加工的低塑性鋁活塞合金。
本發(fā)明的技術(shù)方案是低塑性鋁活塞合金，以低塑性鑄造鋁合金為基體材料，合金成分中含有Al、Si、Cu、Mg、Fe、Mn，改進(jìn)之處是，合金成分中添加富砷混合稀土元素Re，以及微量金屬元素Sn、Pb、Zn、Cr、Ti，該合金中各成分含量為Cu 0.8％～1.3％；Mg 0.7％～1.3％；Si 11％～13％；Fe 0.05％～0.8％；Mn 0.05％～0.15％；Re 0.8％～1.4％；Sn 0.001％～0.005％；Pb 0.001％～0.005％；Zn 0.01％～0.15％；Cr 0.01％～0.10％；Ti 0.05％～0.20％；Al余量，以上百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
由于加入稀土元素和微量金屬元素，在熔煉過程中，稀土元素與合金中元素發(fā)生相互作用，生成多種稀土化合物強(qiáng)化相，一方面使合金組織均勻，晶粒細(xì)化，使同樣的變形量由較多的晶粒來承擔(dān)，不致產(chǎn)生應(yīng)力集中，加之稀土化合物相阻止了針狀脆性相的生成，同樣減少應(yīng)力集中，從而改善材料塑性，提高切削加工性能；另一方面，稀土化合物相在凝固過程中，消耗了合金中其它合金化元素，與基體相的相界明顯增加，在相界附近發(fā)生晶格畸變，起到晶界強(qiáng)化作用，改變了部分合金相形成的溫度范圍，減少了殘余共晶液體量，使多元共晶得以細(xì)化，在一定程度上抑制了粗大共晶體的形成，提高了材料的強(qiáng)度和硬度，減小線膨脹系數(shù)，增強(qiáng)體積穩(wěn)定性。本發(fā)明中稀土元素的加入比現(xiàn)有鑄造鋁合金在液態(tài)時(shí)加入氟化鈉和氯化鈉的混合鹽更好地起到“去渣、除氣、細(xì)化晶?！钡淖饔茫Ч黠@增強(qiáng)；而加入一定量的微量金屬元素，則有助于強(qiáng)化晶界，共同提高合金性能。
經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明合金抗拉強(qiáng)度≥275N/mm2，硬度HBS95～135，宏觀組織集中性孔洞和分散性孔洞1～3級(jí)，顯微金相組織1～3級(jí)，制成的活塞體積穩(wěn)定性≤2％D，同一活塞硬度差小于HBS20，明顯優(yōu)于GB/T1148-93要求。
具體實(shí)施例方式
取Cu0.9kg，Mg0.9kg，Si12kg，F(xiàn)e0.5kg，Mn0.1kg，Al84.06kg混合成A組分；取Sn0.005kg，Pb0.005kg，Zn0.1kg，Cr0.08kg，Ti0.15kg混合成B組分，將A組分在反射爐內(nèi)熔化至750℃時(shí)，先加入B組分，攪拌，20分鐘后，再加入富砷混合稀土元素Re1.2kg，攪拌，然后轉(zhuǎn)入坩堝電阻爐保溫，在恒溫下澆鑄成低塑性鋁活塞合金。
權(quán)利要求
1.一種低塑性鋁活塞合金，以低塑性鑄造鋁合金為基體材料，合金成分中含有Al、Si、Cu、Mg、Fe、Mn，其特征是，合金成分中添加富砷混合稀土元素Re，以及微量金屬元素Sn、Pb、Zn、Cr、Ti，該合金中各成分含量為Cu 0.8％～1.3％；Mg 0.7％～1.3％；Si 11％～13％；Fe 0.05％～0.8％；Mn 0.05％～0.15％；Re 0.8％～1.4％；Sn 0.001％～0.005％；Pb 0.001％～0.005％；Zn 0.01％～0.15％；Cr 0.01％～0.10％；Ti 0.05％～0.20％；Al余量，以上百分?jǐn)?shù)均為重量百分?jǐn)?shù)。
全文摘要
一種低塑性鋁活塞合金，以低塑性鑄造鋁合金為基體材料，其成分中添加占合金量0.8～1.4％的富砷混合稀土元素及Sn、Pb、Zn、Cr、Ti微量金屬元素。本發(fā)明的合金材料，在熔煉過程中，稀土元素與合金元素發(fā)生相互作用，生成多種稀土化合物強(qiáng)化相，使合金組織均勻，晶粒細(xì)化，晶界強(qiáng)化，線膨脹系數(shù)減小，從而明顯提高強(qiáng)度、硬度，增強(qiáng)體積穩(wěn)定性和切削加工性能。其抗拉強(qiáng)度≥275N/mm
文檔編號(hào)C22C21/02GK1752250SQ200510095039
公開日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者黃光華 申請(qǐng)人:江蘇萬里活塞軸瓦總廠