一種鋁合金制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁合金制備方法，其配料組成按重量百分比為，10.2-10.5％的硅、2.3-2.4％的銅、0.8-1.0％的鎂、3.1-3.3％的鎳、0.12-0.15％的鈦、0.15-0.18％的鎢、0.03-0.05％的硼、0.1-0.2％的釩、0.01-0.03％的碲，0.03-0.05％的鍶，0.01-0.05％的鉍，0.03-0.05％的錫，0.01-0.015％的鋯，余量為鋁。通過(guò)本技術(shù)方案中加入鎢和鋯元素，在提高合金的耐高溫性能的同時(shí)能夠細(xì)化組織內(nèi)部的晶粒，提高表面光滑度，并且通過(guò)加入硼元素同鋯元素共同提高在高溫情況下的耐磨能力。
【專利說(shuō)明】一種鋁合金制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金新材料領(lǐng)域，特別是指一種鋁合金制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)活塞所使用的材料為鑄造鋁合金，這類鑄造鋁合金具有耐高溫、高壓、高摩擦環(huán)境中。而現(xiàn)使用的鋁合金材料的高溫抗拉強(qiáng)度、熱傳導(dǎo)率、硬度等綜合性能存有一定的缺陷，不能適應(yīng)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率、高轉(zhuǎn)速、低油耗的要求。
[0003]現(xiàn)技術(shù)公開(kāi)了一種鑄造鋁合金及其制備方法的技術(shù)方案，在該技術(shù)方案中，使用按重量百分比包括，11-13%的硅、2-4%的銅、0.5-1.2%的鎂、2-3.5%的鎳、0.08-0.18%的鈦和0.1-0.2%的釩，其余為鋁的材料組成。該技術(shù)方案是通過(guò)高溫鑄造技術(shù)來(lái)提高鋁合金的強(qiáng)度，但是在該技術(shù)方案中，鋁合金在高溫熔煉過(guò)程中組織內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生硅-鋁的棒狀或柱狀晶粒，并且晶粒粒徑較大，由此導(dǎo)致鋁合金表面的摩擦系數(shù)加大，對(duì)活塞與缸套之間的氣密性來(lái)說(shuō)有一定的影響并且會(huì)影響到缸套的使用壽命。
[0004]針對(duì)上述不足，發(fā)明人對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的材料進(jìn)行改進(jìn)，以克服上述技術(shù)的不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金及制備方法，通過(guò)本技術(shù)方案，能夠克服在鋁合金組織內(nèi)硅-鋁棒狀或柱狀晶粒的過(guò)分生長(zhǎng)，提高鋁合金組織的均勻，提高鋁合金表面光滑度，減小摩擦系數(shù)，延長(zhǎng)活塞及缸套的使用壽命。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種鋁合金制備方法，
[0008]配料；
[0009]熔煉，首先將經(jīng)過(guò)計(jì)算的銅、鎳和鎢鋁合金投入到熔煉爐中加熱熔化；加入鋁錠，待鋁錠全部熔化后加入經(jīng)過(guò)計(jì)算的硅粒，加熱升溫到850-9001并保溫1-2小時(shí)；加入其余材料，確認(rèn)已經(jīng)全部熔化后進(jìn)行精煉處理；得到的鋁合金液在850-8701下保溫20-30分鐘后，以至少301 /分鐘勻速降溫150-2001，再升溫至850-8701，孕育30-60分鐘后進(jìn)行恒溫?zé)T；
[0010]降溫，澆鑄后分二個(gè)階段降溫，第一個(gè)階段以25-301 /分鐘降溫至400-4501后進(jìn)行快速降溫至110-1301，形成活塞毛坯；
[0011]淬火處理，將活塞毛坯加熱到550-6501后保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度不低于2。。/秒，有利于穩(wěn)定組織內(nèi)部的晶粒分布。
[0012]所述配料為，按重量百分比為，10.2-10.5 %的硅、2.3-2.4%的銅、0.8-1.0 %的鎂、3.1-3.3 % 的鎳、0.12-0.15% 的鈦、0.15-0.18 % 的鎢、0.03-0.05 % 的硼、0.1-0.2 %的釩、0.01-0.03 % 的碲，0.03-0.05 % 的鍶，0.01-0.05 % 的鉍，0.03-0.05 % 的錫，0.01-0.015%的鋯，余量為鋁。
[0013]所述鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金的方式加入。
[0014]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0015]通過(guò)本技術(shù)方案中加入鎢和鋯元素，在提高合金的耐高溫性能的同時(shí)能夠細(xì)化組織內(nèi)部的晶粒，提高表面光滑度，并且通過(guò)加入硼元素同鋯元素共同提高在高溫情況下的耐磨能力。
[0016]通過(guò)在澆鑄前的溫度設(shè)計(jì)，使得正在生長(zhǎng)的晶粒，因?yàn)闇囟鹊慕档投种?，這樣，就使得一部分的晶粒不會(huì)生長(zhǎng)的過(guò)快，而導(dǎo)致晶粒過(guò)度生長(zhǎng)的現(xiàn)象，使得鋁合金的性能有顯著的提高。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下通過(guò)實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實(shí)施例僅能用來(lái)解釋本發(fā)明而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0018]一種招合金制備方法，
[0019]配料；
[0020]熔煉，首先將經(jīng)過(guò)計(jì)算的銅、鎳和鎢鋁合金投入到熔煉爐中加熱熔化；加入鋁錠，待鋁錠全部熔化后加入經(jīng)過(guò)計(jì)算的硅粒，加熱升溫到850-9001并保溫1-2小時(shí)；加入其余材料，確認(rèn)已經(jīng)全部熔化后進(jìn)行精煉處理；得到的鋁合金液在850-8701下保溫20-30分鐘后，以至少301 /分鐘勻速降溫150-2001，再升溫至850-8701，孕育30-60分鐘后進(jìn)行恒溫?zé)T；
[0021]降溫，澆鑄后分二個(gè)階段降溫，第一個(gè)階段以25-301 /分鐘降溫至400-4501后進(jìn)行快速降溫至110-1301，形成活塞毛坯；
[0022]淬火處理，將活塞毛坯加熱到550-6501后保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度不低于2。。/秒，有利于穩(wěn)定組織內(nèi)部的晶粒分布。
[0023]所述配料為，按重量百分比為，10.2-10.5 %的硅、2.3-2.4 %的銅、0.8-1.0 %的鎂、3.1-3.3 % 的鎳、0.12-0.15% 的鈦、0.15-0.18 % 的鎢、0.03-0.05 % 的硼、0.1-0.2 %的釩、0.01-0.03 % 的碲，0.03-0.05 % 的鍶，0.01-0.05 % 的鉍，0.03-0.05 % 的錫，0.01-0.015%的鋯，余量為鋁。
[0024]所述鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金的方式加入。
[0025]在本申請(qǐng)的以下的實(shí)施例中，僅是配料有所區(qū)別，而其它方面均相同，因此，不再進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例1
[0027]所述配料為，按重量百分比為，10.2 %的硅、2.3 %的銅、0.8 %的鎂、3.1 %的鎳、0.12 %的鈦、0.15 %的鎢、0.03 %的硼、0.1 %的釩、0.01 %的碲，0.03 %的鍶，0.01 %的鉍，0.03%的錫，0.01%的鋯，余量為鋁。
[0028]實(shí)施例2
[0029]所述配料為，按重量百分比為，10.5%的硅、2.4%的銅、1.0%的鎂、3.3%的鎳、0.15 %的鈦、0.18 %的鎢、0.05 %的硼、0.2 %的釩、0.03 %的碲，0.05 %的鍶，0.05 %的鉍，0.05%的錫，0.015%的鋯，余量為鋁。
[0030]實(shí)施例3
[0031]所述配料為，按重量百分比為，10.3%的硅、2.2%的鎳、。澇#畺寧‘騏明‘歸明％920 ’0‘鍛廣 1~14 ?00 廣 |~| 0 / 丁八 ? 6 ^-111-1 廣 1~1V ^1 /1 廣 |~|丁 ? 八、廣 |~| ^//-4/-4/^ ? V^1-1^/ 丨丁 ? 八、廣 1~1 0//-4 1 ? 八
【權(quán)利要求】
1.一種招合金制備方法，其特征在于: 配料； 熔煉，首先將經(jīng)過(guò)計(jì)算的銅、鎳和鎢鋁合金投入到熔煉爐中加熱熔化；加入鋁錠，待鋁錠全部熔化后加入經(jīng)過(guò)計(jì)算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1-2小時(shí)；加入其余材料，確認(rèn)已經(jīng)全部熔化后進(jìn)行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫20-30分鐘后，以至少30°C /分鐘勻速降溫150-200°C，再升溫至850-870°C，孕育30-60分鐘后進(jìn)行恒溫?zé)T； 降溫，澆鑄后分二個(gè)階段降溫，第一個(gè)階段以25-30°C /分鐘降溫至400-450°C后進(jìn)行快速降溫至110-130°C，形成活塞毛坯； 淬火處理，將活塞毛坯加熱到550-650°C后保溫1-2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度不低于2V /秒，有利于穩(wěn)定組織內(nèi)部的晶粒分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金制備方法，其特征在于:所述配料為，按重量百分比為，10.2-10.5% 的硅、2.3-2.4% 的銅、0.8-1.0% 的鎂、3.1-3.3% 的鎳、0.12-0.15% 的鈦、0.15-0.18% 的鎢、0.03-0.05% 的硼、0.1-0.2% 的釩、0.01-0.03% 的碲，0.03-0.05 % 的鍶，0.01-0.05%的鉍，0.03-0.05%的錫，0.01-0.015%的鋯，余量為鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金制備方法，其特征在于:所述鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金的方式加入。
【文檔編號(hào)】C22C1/10GK104313368SQ201410591224
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】郭芙 申請(qǐng)人:郭芙