專利名稱：一種鋁合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金新材料領(lǐng)域，特別是指一種鋁合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在發(fā)動機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)對發(fā)動機的高功率、高轉(zhuǎn)速、低油耗的要求。我國專利申請?zhí)朇N201110164489公開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、O. 5-1. 2%的鎂、2-3. 5%的鎳、O. 08-0. 18%的鈦和O. 1-0. 2%的釩，其余為鋁的材料組成。該技術(shù)方案是通過高溫鑄造技術(shù)來提高鋁合金的強度，但是在該技術(shù)方案中，鋁合金在高溫熔煉過程中組 系數(shù)加大，對活塞與缸套之間的氣密性來說有一定的影響并且會影響到缸套的使用壽命。針對上述不足，發(fā)明人對發(fā)動機活塞的材料進行改進，以克服上述技術(shù)的不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型鋁合金及制備方法，通過本技術(shù)方案，能夠克服在招合金組織內(nèi)娃"招棒狀或柱狀晶粒的過分生長，提聞?wù)泻辖鸾M織的均勻，提聞?wù)泻辖鸨砻婀饣?，減小摩擦系數(shù)，延長活塞及缸套的使用壽命。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種鋁合金，其組成按重量百分比為，10. 2-10. 5 %的硅、2. 3-2. 4%的銅、O. 8-1.0% 的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05% 的硼、O. 1-0. 2%的釩、O. 01-0. 015%的鋯、O. 03-0. 05%的鈰及余量為鋁。所述鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金、鋯鋁合金及鈰鋁合金的方式加入。所述制備方法為配料，按重量百分比為，10. 2-10. 5 %的硅、2. 3-2. 4%的銅、O. 8-1.0%的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05% 的硼、O. 1-0. 2% 的釩、O. 01-0. 015 %的鋯、O. 03-0. 05 %的鈰及余量為鋁進行備料，其中，鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以
欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金、錯招合金及鋪招合金進彳了備料；熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1-2小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫30-60分鐘后進行恒溫澆鑄；降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25_30°C /分鐘降溫至400-450°C后進行快速降溫至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，進行水液淬火，淬火速
度不低于2°C /秒。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是通過本本技術(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能夠細化組織內(nèi)部的晶粒，提高表面光滑度，并且通過加入硼元素同鋯元素共同提高在高溫情況下的耐磨能力。
具體實施方式

以下通過實施例來詳細說明本發(fā)明的具體技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實施例僅能用來解釋本發(fā)明而不能解釋為是對本發(fā)明的限制。一種鋁合金，其組成按重量百分比為，10. 2-10. 5 %的硅、2. 3-2.4%的銅、O. 8-1.0% 的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05% 的硼、O. 1-0. 2%的釩、O. 01-0. 015%的鋯、O. 03-0. 05%的鈰及余量為鋁。所述鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金、鋯鋁合金及鈰鋁合金的方式加入。所述制備方法為配料，按重量百分比為，10. 2-10. 5 %的硅、2. 3-2. 4%的銅、O. 8-1.0%的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05% 的硼、O. 1-0. 2% 的釩、O. 01-0. 015 %的鋯、O. 03-0. 05 %的鈰及余量為鋁進行備料，其中，鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以
欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金、錯招合金及鋪招合金進彳了備料；熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1-2小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫30-60分鐘后進行恒溫澆鑄；在本處的精煉處理為現(xiàn)有技術(shù)方案，在此不再進行詳細說明；降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25_30°C /分鐘降溫至400-450°C后進行快速降溫至110-130°C，形成活塞毛坯；在本發(fā)明中進行的恒溫澆鑄及第一個階段的勻速降溫均是為了保證組織結(jié)構(gòu)內(nèi)部的均勻和晶粒的細化；淬火處理，將活塞毛坯加熱到550_650°C后保溫1_2小時，進行水液淬火，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。實施例1所述制備方法為配料，按重量百分比為，10. 2%的硅、2. 3%的銅、O. 8%的鎂、3. 1%的鎳、O. 12%的鈦、O. 15%的鎢、O. 03%的硼、O.1 %的釩、O. 01 %的鋯、O. 03 %的鈰及余量為鋁進行備料，
其中，欽、鶴、鑰；、錯、鋪分別以欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金、錯招合金及鋪招合金進彳丁備料；熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1. 5小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫45分鐘后進行恒溫澆鑄；
降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25-30°C /分鐘降溫至400_450°C后進行快速降溫至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2小時，進行水液淬火，淬火速度不低于2°C/秒。實施例2所述制備方法為配料，按重量百分比為，10. 5 %的硅、2. 4 %的銅、1. O %的鎂、3. 3 %的鎳、O. 15 %的鈦、O. 18%的鎢、O. 05%的硼、O. 2%的釩、O. 015%的鋯、O. 05 %的鈰及余量為鋁進行備料， 其中，欽、鶴、鑰；、錯、鋪分別以欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金、錯招合金及鋪招合金進彳丁備料；熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫2小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫60分鐘后進行恒溫澆鑄；降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25-30°C /分鐘降溫至400_450°C后進行快速降溫至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2小時，進行水液淬火，淬火速度不低于2°C/秒。實施例3所述制備方法為配料，按重量百分比為，10. 3 %的硅、2. 35%的銅、O. 92%的鎂、3. 2%的鎳、O. 145%的鈦、O. 16%的鎢、O. 035%的硼、O. 15%的釩、O. 015%的鋯、O. 035%的鈰及余量為招進彳丁備料，其中，欽、鶴、鑰；、錯、鋪分別以欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金、錯招合金及鋪招合金進行備料；熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1. 5小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫45分鐘后進行恒溫澆鑄；降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25_30°C /分鐘降溫至400-450°C后進行快速降溫至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2小時，進行水液淬火，淬火速度
不低于2°C/秒。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金，其特征在于其組成按重量百分比為，10. 2-10. 5%的硅、2. 3-2. 4%的銅、O. 8-1.0% 的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05 % 的硼、O. 1-0. 2%的釩、O. 01-0. 015%的鋯、O. 03-0. 05%的鈰及余量為鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金，其特征在于所述鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金、鋯鋁合金及鈰鋁合金的方式加入。
3.—種招合金制備方法,其特征在于 配料，按重量百分比為，10. 2-10. 5 %的硅、2. 3-2. 4 %的銅、O. 8-1. O %的鎂、3. 1-3. 3% 的鎳、O. 12-0. 15% 的鈦、O. 15-0. 18% 的鎢、O. 03-0. 05% 的硼、O. 1-0. 2% 的釩、O. 01-0. 015%的鋯、O. 03-0. 05%的鈰及余量為鋁進行備料；； 熔煉，首先將經(jīng)過計算的銅、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)過計算的硅粒，加熱升溫到850-900°C并保溫1-2小時；加入其余材料，確認已經(jīng)全部熔化后進行精煉處理；得到的鋁合金液在850-870°C下保溫30-60分鐘后進行恒溫澆鑄； 降溫，澆鑄后分二個階段降溫，第一個階段以25-30°C /分鐘降溫至400-450°C后進行快速降溫至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，進行水液淬火，淬火速度不低于2°C/秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋁合金制備方法，其特征在于其中，鈦、鎢、釩、鋯、鈰分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金、鋯鋁合金及鈰鋁合金進行備料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋁合金及其制備方法，其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、0.01-0.015％的鋯、0.03-0.05％的鈰及余量為鋁。通過本本技術(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能夠細化組織內(nèi)部的晶粒，提高表面光滑度，并且通過加入硼元素同鋯元素共同提高在高溫情況下的耐磨能力。
文檔編號C22C1/03GK103014434SQ20121050566
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者姚富云 申請人:姚富云