一種新型鋁合金制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種新型鋁合金制備方法，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、0.01-0.015％的鋯，余量為鋁。通過本技術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。
【專利說明】一種新型鋁合金制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋁合金新材料領域，特別是指一種新型鋁合金制備方法。
【背景技術】
[0002]現在發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、高摩擦環境中。而現使用的鋁合金材料的高溫抗拉強度、熱傳導率、硬度等綜合性能存有一定的缺陷，不能適應現對發動機的高功率、高轉速、低油耗的要求。
[0003]我國專利申請號CN201110164489公開了一種鑄造鋁合金及其制備方法的技術方案，在該技術方案中，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。該技術方案是通過高溫鑄造技術來提高鋁合金的強度，但是在該技術方案中，鋁合金在高溫熔煉過程中組織內部會產生硅-鋁的棒狀或柱狀晶粒，并且晶粒粒徑較大，由此導致鋁合金表面的摩擦系數加大，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。
[0004]針對上述不足，發明人對發動機活塞的材料進行改進，以克服上述技術的不足。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種新型鋁合金及制備方法，通過本技術方案，能夠克服在招合金組織內娃"招棒狀或柱狀晶粒的過分生長，提聞招合金組織的均勻，提聞招合金表面光滑度，減小摩擦系數，延長活塞及缸套的使用壽命。
[0006]本發明是通過以下技術方案實現的:
[0007]一種新型鋁合金制備方法:
[0008]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，余量為鋁進行備料；
[0009]熔煉，首先將經過計算的銅、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；
[0010]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；
[0011]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，有利于穩定組織內部的晶粒分布。
[0012]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。
[0013]本發明同現有技術相比的有益效果是:
[0014]通過本技術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】
[0015]以下通過實施例來詳細說明本發明的具體技術方案，應當理解的是，以下的實施例僅能用來解釋本發明而不能解釋為是對本發明的限制。
[0016]所述制備方法為:
[0017]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行備料；
[0018]熔煉，首先將經過計算的銅、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有技術方案，在此不再進行詳細說明；
[0019]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構內部的均勻和晶粒的細化；
[0020]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 于穩定組織內部的晶粒分布。
[0021]實施例1
[0022]所述制備方法為:
[0023]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行備料；
[0024]熔煉，首先將經過計算的銅、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；
[0025]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；
[0026]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。
[0027]實施例2
[0028]所述制備方法為:
[0029]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行備料；
[0030]熔煉，首先將經過計算的銅、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；
[0031]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；
[0032]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。
[0033]實施例3
[0034]所述制備方法為:
[0035]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，余量為鋁進行備料，其中，欽、鶴、鑰；、錯分別以欽招合金、鶴招合金、鑰；招合金及錯招合金進彳丁備料；
[0036]熔煉，首先將經過計算的銅、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；
[0037]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；
[0038]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。·
【權利要求】
1.一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，余量為鋁進行備料； 熔煉，首先將經過計算的銅、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2V /秒，有利于穩定組織內部的晶粒分布。
2.根據權利要求1所述的新型鋁合金制備方法，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】C22F1/043GK103789581SQ201210505888
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年11月26日 優先權日:2012年11月26日
【發明者】姚蕓 申請人:姚蕓