[發明專利]一種雙金屬發動機氣缸復合材料的制備工藝

無效

• 申請號: 201210273156.8
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102773463A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳國詩;張碩;劉洋;郭凱;邊秀房
• 申請（專利權）人: 煙臺路通精密鋁業有限公司;山東大學
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發明涉及一種雙金屬發動機氣缸復合材料的制備工藝，屬于金屬材料制備技術領域。

背景技術

雙金屬復合材料作為近十年來出現的一種非常具有潛力的材料已經引起了人們的廣泛關注，國內外許多專家學者都著力開始了相關研究，如：灰鐵或球鐵的表面鋁硅合金結晶反應層形成的研究[S.Pietrowski,T.Szymczak.Theoretical?basis?of?Al-Si?coat?crystallizationon?gray?and?nodular?cast?iron?and?making?the?layered?items?using?it[J].Journal?of?achievements?inmaterials?and?manufacturing?engineering,2011(49)421-439]；H.Springer,A.Kostka等人研究了低碳鋼和工業純鋁復合材料，采用雙合金復合鑄造工藝將低碳鋼和鋁硅合金制備復合材料[H.Springer，A.Kostka,et?al.On?the?formation?and?growth?of?intermetallic?phases?duringinterdiffusion?between?low-carbon?steel?and?aluminum?alloys[J],Acta?materialia,2011(59)1586-1600]；Cook?T?H研究了熱浸鍍過程中的助鍍工藝以及助鍍劑的成分范圍[Cook?TH．Composition?testing?and?control?of?hot?dip?galvanizing?flux[J]．Metal?Finishing，2003，101(7—8)：22～35]。傳統的熱浸鍍過程中使用的助鍍劑主要有含ZnCl₂和含K₂ZrF₆的水溶性助鍍劑，這里的ZnCl₂易產生氣體，從而使鑄件易產生氣孔等缺陷；而使用含K₂ZrF₆的水溶性助鍍劑，由于K₂ZrF₆價格昂貴，從而增加了生產成本。

具有廣闊應用前景的鋁合金與鑄鐵發動機氣缸復合材料，由于鋁合金和鑄鐵之間的物理性能差別巨大，難以形成有效結合界面，限制了該型復合材料的性能和使用。然而連續擠壓包覆等生產工藝，由于成本高，難度大，也制約了鋁合金和鑄鐵復合材料在發動機氣缸中的生產和應用。

發明內容

為彌補現有工藝和材料的不足，本發明提供一種雙金屬發動機氣缸復合材料的制備工藝，。

本發明是通過以下方式實現的：

一種雙金屬發動機氣缸復合材料的制備工藝，包括步驟如下：

（1）用HT250鑄鐵做缸套，將HT250鑄鐵缸套先經酸洗進行表面脫脂除銹處理，清除鑄鐵缸套表面上的污垢銹皮；

（2）將經表面脫脂除污的HT250鑄鐵缸套浸入配好的鹽溶液中使表面在其中浸潤，然后烘干，所述的鹽溶液濃度為100-200g/L，由氟化鉀KF、氯化鉀KCl、氯化鈉NaCl、氟化鈣CaF₂、氯化鈣CaCl₂按質量比39-46：16-26：15-21：6-15：5-10混合加水配成；

（3）將浸鹽處理的HT250鑄鐵缸套置于ZL101A鋁合金熔體中熱浸鍍，熱浸鍍溫度在700~800℃，熱浸鍍時間5-10分鐘，然后停止加熱，將鑄鐵缸套取出；

（4）將浸鍍后的HT250鑄鐵缸套固定在金屬型澆鑄模具的型腔中，用中頻感應加熱爐熔煉ZL101A鋁合金，倒入型腔中，完成整個澆鑄過程；

（5）冷卻，開型取出復合材料。

取樣進行線切割，打磨并觀察結合界面。

步驟（2）所述的浸潤溫度為40-100℃，浸15-25分鐘；所述的烘干溫度為100-200℃及時間為30-60分鐘。

本發明發動機氣缸復合材料由ZL101A鋁合金和HT250鑄鐵通過自行配制表面活性劑處理和雙金屬復合鑄造工藝獲得，其中ZL101A鋁合金和HT250鑄鐵兩種金屬材料不混合，保持各自原有的物理性能，但是擁有極佳的結合界面，實現了99.5%以上的鑄造冶金結合。