專(zhuān)利名稱：一種新型鋁合金及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金新材料領(lǐng)域，特別是指一種新型鋁合金及制備方法。
背景技術(shù)：
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(lèi)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。我國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N201110164489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。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
本發(fā)明的目的是提供一種新型鋁合金及制備方法，通過(guò)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(guò)分生長(zhǎng)，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(zhǎng)活塞及缸套的使用壽命。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種新型鋁合金 ，其組成按重量百分比為，10.2-10.5 %的硅、2.3-2.4 %的銅、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，余量為鋁。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。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、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，余量為鋁進(jìn)行備料，其中，鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金進(jìn)行備料；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30-60分鐘后進(jìn)行恒溫澆鑄；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2°C /秒。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:通過(guò)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(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。
具體實(shí)施例方式以下通過(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。一種新型鋁合金，其組成按重量百分比為，10.2-10.5 %的硅、2.3-2.4 %的銅、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，余量為鋁。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。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、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，余量為鋁進(jìn)行備料，其中，鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金進(jìn)行備料；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30-60分鐘后進(jìn)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(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明；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；在本發(fā)明中進(jìn)行的恒溫澆鑄及第一個(gè)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(xì)化；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。實(shí)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、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 %的鋯，余量為鋁進(jìn)行備料，其中，鈦、鎢、釩、
鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金進(jìn)行備料；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1.5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45分鐘后進(jìn)行恒溫澆鑄；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2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度不低于2°C /秒。實(shí)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、1.0 %的鎂、3.3 %的鎳、0.15 %的鈦、0.18%的鎢、0.05%的硼、0.2%的釩、0.015%的鋯，余量為鋁進(jìn)行備料，其中，鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金、釩鋁合金及鋯鋁合金進(jìn)行備料；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60分鐘后進(jìn)行恒溫澆鑄；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2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度不低于2°C /秒。實(shí)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、0.92%的鎂、3.2%的鎳、
0.145%的鈦、0.16%的鎢、0.035%的硼、0.15%的釩、0.015%的鋯，余量為鋁進(jìn)行備料，其中，欽、鶴、鑰；、錯(cuò)分別以欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金及錯(cuò)招合金進(jìn)彳丁備料；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1.5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45分鐘后進(jìn)行恒溫澆鑄；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2小時(shí)，進(jìn)行水液淬火，淬火速度
不低于2°C/秒。
權(quán)利要求
1.一種新型鋁合金，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、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，余量為鋁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型鋁合金，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。
3.一種新型鋁合金制備方法，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、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，余量為鋁進(jìn)行備料；； 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30-60分鐘后進(jìn)行恒溫澆鑄； 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2°C /秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型鋁合金制備方法，其特征在于:其中，鈦、鎢、釩、鋯分別以鈦鋁合金、鎢鋁合金 、釩鋁合金及鋯鋁合金進(jìn)行備料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型鋁合金及制備方法，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，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。
文檔編號(hào)C22C21/02GK103184374SQ201210505890
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者姚蕓 申請(qǐng)人:姚蕓