專利名稱：一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金的制作方法
技術(shù)領域：
一種新型氣缸蓋鑄造鋁合金，主要用于汽車發(fā)動機氣缸蓋的制造，特別是用于鑄造高性能的柴油機、汽油機發(fā)動機鋁合金氣缸蓋。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車對發(fā)動機的要求也不斷提高，要求汽車發(fā)動機必須有高轉(zhuǎn)速、高效率、低油耗和低排放等要求，這對發(fā)動機零部件也提出了更高的要求。此外，人們對汽車的各個零部件外觀也不斷提高美觀要求，要求零部件的外觀具備光潔、光亮色澤的美觀感。而氣缸蓋作為發(fā)動機的主要部件之一，其合金材料的改進是使氣缸蓋品質(zhì)得以提升的主要途徑。目前為止，氣缸蓋鑄件所用的鑄造鋁合金材料，主要采用日本Jis H 5202 標準中規(guī)定的AC2A、AC2B和AC4B的AI-Si-Cu類，以及AC4C和AC4CH的AI-Mg-Si類。上述氣缸蓋用的鑄造鋁合金各成分中，主要包括有4. (Γ7. 0%的Si，O. 5 2. 0%的Cu，O. 25、. 5%的Mg,不大于O. 5%的Fe,不大于O. 5%的Mn,和自選Na、Ca和Sr中質(zhì)量比各自為O. 002 O. 02%的至少一種成分。目前，這些合金在制備鋁合金氣缸蓋時存在一些缺點1)鋁合金氣缸蓋的氣密性不好，經(jīng)常發(fā)生漏大氣的問題；2)產(chǎn)品表面光澤不夠亮，特別是拋光后表面發(fā)暗；3)有足夠的抗拉強度，但是斷后延伸率只有O. 5-1%。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其技術(shù)方案為以鋁硅為合金基體，根據(jù)國標鋁合金牌號ZL107為參考，再按一定比例添加一些增加產(chǎn)品光澤的元素材料、降低影響韌性的合金元素及添加減少枝晶的元素，從而起到增加氣密性的目的。運用先進的材料制備技術(shù)，將不同性質(zhì)的材料組元優(yōu)化組合而成，充分發(fā)揮各組成材料的優(yōu)良性能，取長補短。本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，含有以下質(zhì)量濃度的物質(zhì)Si 7. 5 9. 5% ；Cu :2· 0 3· 5% ；Mg :0. 16 O. 21% ；Fe ^ O. 5% ；Mn ^ 0. 3% ;選自 Na.Ca或Sr之一，其質(zhì)量濃度為O. 002、. 02%，余量為Al。為了增加產(chǎn)品的光澤性，提高產(chǎn)品的美觀度，還要在合金中添加鋅Zn元素，其質(zhì)量濃度為O. 3 O. 6%。為了增加產(chǎn)品的氣密性，提高產(chǎn)品的合格率，還要在合金中添加鋅Ti元素，其質(zhì)量濃度為O. Γ0. 12%。為了降低產(chǎn)品的脆性，提高產(chǎn)品的延伸率，還要降低Mg元素的含量，其質(zhì)量濃度從O. 35^0. 5%的含量降低到為O. 16^0. 21%。本發(fā)明的有益效果是1)其它性能參數(shù)與鑄造鋁合金ZL107差不多的情況下，氣缸蓋的氣密合格率提高10%以上；2)由于加入O. 3^0. 6%的鋅，氣缸蓋的光澤亮度增加；3)鎂元素的降低有利于鋁合金韌性的提高，鎂控制在O. 16^0. 21%之間，鋁合金氣缸蓋的斷后延伸率從原來的1%提高到3%。
具體實施例方式下述為該合金制備工藝實施例子。實施例I :I)按 Si 7. 5% ；Cu 2. 0% ；Mg :0. 16% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 3% ；Ti :0. 1%、Na:0. 002%的比例向純鋁熔液中添加材料。2)在爐內(nèi)將溫度升高，到達700°C，將稱好的各種材料加入到爐中，再升高到750 0C，充分攪拌并保溫30分鐘；
3)其中，Ti元素的加入以海綿鈦的方式加入；鎂和鋅等易燒損元素的添加需要采用鐘罩壓入鋁液2/3處，并不斷攪拌溶化；4)保溫期到后，對鋁液進行精煉、變質(zhì)、除氣處理；5 )鋁合金溶液表面覆蓋方氧化劑；6)采用惰性氣體氮氣或氬氣進行除氣精煉；7)采用清渣劑進行除渣處理；實施例2:除I)按 Si 8% ；Cu 3. 0% ；Mg :0. 18% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 5% ；Ti :0. 1%、Ca:0. 002%的比例向純鋁熔液中添加材料。夕卜，其余與實施例I相同。實施例3 除I)按Si 9. 5% ；Cu :3. 5% ；Mg :0. 21% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 6% ；Ti :0. 1%、Sr 0. 02%的比例向純鋁熔液中添加材料。夕卜，其余與實施例I相同。實施例1-3的效果如下I、氣缸蓋的水壓氣密性試驗水壓為2. 3MPa，實施例1、2、3的氣密性試驗合格率分別為90%、91%、91. 5%，而原來的鋁合金的合格率為80%。2、由于加入O. 3^0. 6%的鋅，實施例1、2、3的氣缸蓋的光澤亮度增加，由原來的灰白色變成銀白色，并具有閃亮的光澤；3、鎂元素的降低有利于鋁合金韌性的提高，鎂從原來的O. 35、. 5%降低到
O.16^0. 21%，實施例1、2、3所制的鋁合金氣缸蓋的韌性為3%斷后延伸率。
權(quán)利要求
1.一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，含有以下質(zhì)量濃度的物質(zhì)Si:7. 5 9. 5% ；Cu 2. 0 3. 5% ；Mg :0. 16 0. 21% ；Fe ^ 0. 5% ；Mn ^ 0. 3% ;選自 Na、Ca 或 Sr之一，其質(zhì)量濃度為0. 002、. 02%，余量為Al。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其特征在于在合金中添加鋅Zn元素，其質(zhì)量濃度為0. 3 0. 6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其特征在于在合金中添加鋅Ti元素，其質(zhì)量濃度為0. ro. 12%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，合金含有以下質(zhì)量濃度的物質(zhì)Si7.5~9.5%；Cu2.0~3.5%；Mg0.16~0.21%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；選自Na、Ca或Sr之一，其質(zhì)量濃度為0.002~0.02%，余量為Al。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比1)其它性能參數(shù)與鑄造鋁合金ZL107差不多的情況下，氣缸蓋的氣密合格率提高10%以上；2)由于加入0.3~0.6%的鋅，氣缸蓋的光澤亮度增加；3)鎂元素的降低有利于鋁合金韌性的提高，鎂控制在0.16~0.21%之間，鋁合金氣缸蓋的斷后延伸率從原來的1%提高到3%。
文檔編號C22C21/02GK102808118SQ20121024547
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者莊益芬 申請人:蕪湖永裕汽車工業(yè)有限公司