一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，該鋁合金型材各元素組成的質(zhì)量百分比為：Si12.8-15.4、Cu2.5-3.5、Mn1.8-2.6、Zn1.0-1.5、Ni0.6-1.2、Fe0.5-1.0、Mg0.4-0.8、Ge0.3-0.6、Zr0.25-0.45、As0.15-0.25、Ti0.1-0.2、Sr0.05-0.1、Nd0.04-0.06、Eu0.02-0.05，余量為Al。本發(fā)明制得的鋁合金型材具有優(yōu)異的耐磨性和耐熱性，且高溫強度高，高抗應力腐蝕，熱導性好，完全適用于發(fā)動機氣缸體苛刻的工作環(huán)境，經(jīng)久耐用。
【專利說明】一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，屬于鋁合金材料加工【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]鋁合金是工業(yè)中應用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，因其密度低，強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑性好，具有優(yōu)良的導電性、導熱性、抗蝕性等性能，可加工成各種型材，廣泛用于機械制造、運輸機械、動力機械及航空工業(yè)等方面。
[0003]目前，發(fā)動機氣缸體的工作環(huán)境越來越苛刻，因此對用于制造發(fā)動機氣缸體的鋁合金型材的耐磨性和耐熱性的性能要求越來越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供 一種具有優(yōu)異的耐磨性和耐熱性的發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si12.8-15.4、Cu 2.5-3.5, Mn 1.8-2.6, Zn
1.0-1.5、Ni0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Mg 0.4-0.8、Ge 0.3-0.6、Zr0.25-0.45、As 0.15-0.25、Ti 0.1-0.2、Sr 0.05-0.K Nd 0.04-0.06, Eu 0.02-0.05，余量為 Al 進行配料，將爐料投入熔煉爐在730-750°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌30-40min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為725-745°C，精煉時間為15-20min，扒渣后靜置25-30min，再調(diào)整溫度至710_730°C，鋁液中通60%Ar+30Cl2+10%C0多元混合氣體除氣精煉15-20min，氣體壓力為0.16-0.22atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置25_35min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為700-720°C，鑄造溫度為685-7050C ,鑄造速度為95-115 mm/min,冷卻水壓為0.3_0.4MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ；
(3)將鑄坯進行均勻化處理:先以150-200°C/h升溫至340-380°C，保溫3_5h，再以60-800C /h 降溫至 220-250°C，保溫2_3h，然后以 80_120°C /h 升溫至 420_440°C，保溫4_6h，強風風冷至180-220°C，保溫l_2h，然后放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出型材以 100-150°C /h 升溫至 240-280°C，保溫 2_3h，再以 120_160°C /h 升溫至 480_500°C，保溫5-10h，然后以100-150°C /h降溫至220-240°C，保溫2_3h，空冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至440-470°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為420-450°C，擠壓筒預熱溫度410-430°C，擠壓速率為18_22m/min ；
(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以80-90°C /h升溫至165-185°C，保溫8_12h，再以30_40°C /h降溫至70_80°C，保溫14-18h，空冷至室溫后以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫12_16h，再以55_65°C /h升溫至185-205°C，保溫5-10h，再以45-55°C /h降溫至90_100°C，保溫10_15h，空冷至室溫后以40-500C /h 升溫至 80-90°C，保溫 10_15h，再以 30_40°C /h 升溫至 155_175°C，保溫 12_14h，
空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
[0006]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3_6、苦菱土 4_8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8-12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5_1、三乙醇胺1_2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200-1250°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-81 (TC，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min,噴射造粒，即得精煉劑。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明制得的鋁合金型材具有優(yōu)異的耐磨性和耐熱性，且高溫強度高，高抗應力腐蝕，熱導性好，完全適用于發(fā)動機氣缸體苛刻的工作環(huán)境，經(jīng)久耐用。
【具體實施方式】
[0008] 一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，包括以下步驟:
(1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si12.8-15.4、Cu 2.5-3.5, Mn 1.8-2.6, Zn
1.0-1.5、Ni0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Mg 0.4-0.8、Ge 0.3-0.6、Zr0.25-0.45、As 0.15-0.25、Ti 0.1-0.2、Sr 0.05-0.K Nd 0.04-0.06, Eu 0.02-0.05，余量為 Al 進行配料，將爐料投入熔煉爐在740°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌35min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為730°C，精煉時間為20min，扒渣后靜置30min，再調(diào)整溫度至715°C，鋁液中通60%Ar+30Cl2+10%C0多元混合氣體除氣精煉20min，氣體壓力為
0.18atm,氣體流量為1.8 m3/min，靜置30min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄；
(2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為705°C，鑄造溫度為690°C，鑄造速度為105 mm/min,冷卻水壓為0.35MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ；
(3)將鑄坯進行均勻化處理:先以180°C/h升溫至360°C，保溫4h，再以70°C /h降溫至2400C，保溫3h，然后以100°C /h升溫至420°C，保溫6h，強風風冷至190°C，保溫2h，然后放入2°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出型材以120°C /h升溫至250°C，保溫3h，再以40°C /h升溫至495°C，保溫8h，然后以120°C /h降溫至230°C，保溫3h，空冷至室溫；
(4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至460°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為440°C，擠壓筒預熱溫度420°C，擠壓速率為20m/min ；
(5)上述擠壓出來的鋁合金型材采用在線風冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以85°C /h升溫至170°C，保溫10h，再以40°C /h降溫至80°C，保溫14h，空冷至室溫后以50°C /h升溫至90°C，保溫12h，再以65°C /h升溫至195°C，保溫8h，再以50°C /h降溫至95°C，保溫12h，空冷至室溫后以45°C /h升溫至85°C，保溫15h，再以40°C /h升溫至170°C，保溫12h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。[0009]所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量(kg)的原料:氯化鎂10、氯化鉀20、高爐礦渣6、火山灰10、螢石4、苦菱土 6、廢磚粉4、石墨粉3、白云石8、硫化錳3、納米氧化鋁2、乙烯基三乙氧基硅烷0.5、三乙醇胺I ;b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730°C煅燒3h，冷卻至室溫后放入濃度為20%的鹽酸溶液中浸泡lh，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1250°C煅燒lh，冷卻至室溫，粉碎，過150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，3000rpm高速研磨lOmin，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至810°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20min，噴射造粒，即得精煉劑。
[0010]所得的鋁合金型材經(jīng)檢驗力學性能為:抗拉強度447Mpa，屈服強度為324Mpa，伸長率為16.2%ο
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)按照元素質(zhì)量百分數(shù)滿足下列要求:Si12.8-15.4、Cu 2.5-3.5, Mn 1.8-2.6, Zn1.0-1.5、Ni0.6-1.2、Fe 0.5-1.0、Mg 0.4-0.8、Ge 0.3-0.6、Zr0.25-0.45、As 0.15-0.25、Ti 0.1-0.2、Sr 0.05-0.K Nd 0.04-0.06, Eu 0.02-0.05，余量為 Al 進行配料，將爐料投入熔煉爐在730-750°C下進行熔煉，加待爐料全部熔化，攪拌30-40min，檢測合金成分并調(diào)整；然后加入精煉劑進行精煉，精煉溫度為725-745°C，精煉時間為15-20min，扒渣后靜置25-30min，再調(diào)整溫度至710_730°C，鋁液中通60%Ar+30Cl2+10%C0多元混合氣體除氣精煉15-20min，氣體壓力為0.16-0.22atm,氣體流量為1.5-2.0 m3/min，靜置25_35min，使氧化渣充分上浮，扒渣后開始澆鑄； (2)采用金屬型水冷半連續(xù)鑄造技術(shù)，鋁液出爐溫度為700-720°C，鑄造溫度為685-7050C ,鑄造速度為95-115 mm/min,冷卻水壓為0.3_0.4MPa，冷卻水進水口溫度不高于25°C，出水口水溫不高于45°C ； (3)將鑄坯進行均勻化處理:先以150-200°C/h升溫至340-380°C，保溫3_5h，再以60-800C /h 降溫至 220-250°C，保溫 2_3h，然后以 80_120°C /h 升溫至 420_440°C，保溫4_6h，強風風冷至180-220°C，保溫l_2h，然后放入0-5°C冰鹽水中冷卻至50°C以下，取出型材以 100-150°C /h 升溫至 240-280°C，保溫 2_3h，再以 120_160°C /h 升溫至 480_500°C，保溫5-10h，然后以100-150°C /h降溫至220-240°C，保溫2_3h，空冷至室溫； (4)將均勻化處理后的鑄錠加熱至440-470°C，然后利用擠壓機將預熱后的鑄錠放入模具中擠出成型，模具預熱溫度為420-450°C，擠壓筒預熱溫度410-430°C，擠壓速率為18_22m/min ； (5)上述擠壓出來的鋁合金 型材采用在線風冷或水霧冷卻淬火，在線淬火后進行時效處理:先以80-90°C /h升溫至165-185°C，保溫8-12h，再以30_40°C /h降溫至70_80°C，保溫14-18h，空冷至室溫后以40-50°C /h升溫至80-90°C，保溫12_16h，再以55_65°C /h升溫至185-205°C，保溫5-10h，再以45-55°C /h降溫至90_100°C，保溫10_15h，空冷至室溫后以40-500C /h 升溫至 80-90°C，保溫 10_15h，再以 30_40°C /h 升溫至 155_175°C，保溫 12_14h，空冷至室溫，經(jīng)表面處理、精整、檢查驗收、包裝即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機氣缸體用鋁合金型材的制備方法，其特征在于，所述的精煉劑制備方法如下:a.稱取以下重量份的原料:氯化鎂10-15、氯化鉀15-20、高爐礦渣4-8、火山灰5-10、螢石3-6、苦菱土 4-8、廢磚粉3_6、石墨粉2_5、白云石8_12、硫化錳2-3、納米氧化鋁2-3、乙烯基三乙氧基硅烷0.5-1、三乙醇胺1-2 ；b.將螢石、苦菱土、白云石混合均勻，730-760°C煅燒2-3h，冷卻至室溫后放入濃度為15-20%的鹽酸溶液中浸泡l_2h，取出用蒸餾水洗滌至中性，烘干，1200-1250°C煅燒l_2h，冷卻至室溫，粉碎，過100-150目篩與高爐礦渣、火山灰、廢磚粉、石墨粉混合均勻，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷和三乙醇胺，2000-3000rpm高速研磨10_15min，待用；c.將氯化鎂和氯化鉀混合均勻，加熱至780-810°C，待其全部熔融后，加入其余原料以及步驟b制得的粉末，攪拌20-30min，噴射造粒，即得精煉劑。
【文檔編號】C22C1/06GK103710585SQ201310687791
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】吳賢春 申請人:蕪湖萬潤機械有限責任公司