[發(fā)明專利]一種高銅高鎳液態(tài)模鍛鋁合金活塞材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310013848.3
• 申請(qǐng)日: 2013-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103060625A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛玉田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州鉅全汽車配件有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/02
• 分類號(hào): C22C21/02;C22F1/043
• 代理公司: 福州君誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬合金及其制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高銅高鎳液態(tài)模鍛鋁合金活塞材料及其制備方法。

背景技術(shù)

掃雪車主要應(yīng)用于天寒下大雪的北方。當(dāng)大學(xué)妨礙到道路交通的時(shí)候，就必須運(yùn)用掃雪車清掃掉道路上的積雪。目前掃雪車發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞壁要求做的越來(lái)越薄了，這就對(duì)活塞材料的強(qiáng)度提出了非常高的要求。現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金的活塞材料中各元素在鋁合金中的重量百分比為Cu?2.0-3.5%，Si?11.25-13.25%，Mg?0-0.5%，F(xiàn)e?0.4-1.05%，Ni?0-0.5%，Ti?0-0.15%，Mn?0.1-0.35%，Cr?0.01-0.15%，Zn?0-3.0%，Sn?0-0.1%，Pb0-0.2%，余量為AL。現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金活塞材料不能滿足讓活塞壁既做的薄又能滿足高強(qiáng)度的要求。市場(chǎng)急需研發(fā)出一種抗拉強(qiáng)度高、屈服強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率好、硬度好、體積穩(wěn)定性高的活塞材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種抗拉強(qiáng)度高、屈服強(qiáng)度好、硬度高，同時(shí)伸長(zhǎng)率好的高銅高鎳液態(tài)模鍛鋁合金活塞材料。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種高銅高鎳液態(tài)模鍛鋁合金活塞材料，其主要成分為AL，還含有Cu，Si，Mg，F(xiàn)e，Ni，Ti，Mn，Cr，Zn，Sn，Pb，Bi元素，其中各元素在鋁合金中的重量百分比如下：

Cu:?3.5-4.5%,

Si:?13.5-14.5%,

Mg:?0.05-0.25%,

Fe:?0.4-1.05%,

Ni:?1.5-2.5%,

Ti:?0.05-0.15%,

Mn:?0.1-0.35%,

Cr:?0.01-0.15%,

Zn:?0.05-1%,

Sn:?0.01-0.1%,

Pb:?0.01-0.2%,

Bi:?0.01-0.08%,

除以上成分外，其余成分為AL，各成分的總量之和為100%。

所述鋁合金中的Pb、Sn和Bi三種元素的重量之和占鋁合金的總重量的百分比小于等于0.25%。

本發(fā)明的另一目的是提供一種高銅高鎳鋁合金活塞材料的制備方法，其制備步驟如下：

1）、在熔煉爐中按重量百分比加入鋁錠，加熱至580-600℃，鋁錠熔解，加入占鋁錠重量0.1-0.2%的低溫除渣劑，將鋁液攪拌40-60次后除去表層雜質(zhì)，再加入占鋁錠總重量0.1-0.2%的低溫除渣劑，再次攪拌40-60次后除去鋁液表層的浮渣；

2）、將除渣后的鋁液繼續(xù)加熱至730-750℃，把鋁合金中除AL外的Cu，Si，Mg，F(xiàn)e，Ni，Ti，Mn，Cr，Zn，Sn，Pb，Bi按各自的重量百分比，混合均勻后加入熔煉爐中，攪拌鋁液3-5分鐘；

3）、將鋁液繼續(xù)加熱至780-800℃，加入占鋁錠重量0.2-0.3%的磷復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行細(xì)化變質(zhì)處理；

4）、將細(xì)化變質(zhì)處理后的熔融的鋁液送到保溫爐內(nèi)，在780-800℃下保溫50-70分鐘，再加入占鋁錠重量0.1-0.2%的高溫除渣劑進(jìn)行除渣處理，然后進(jìn)行除氣精煉處理；

5）、將初期精煉后的鋁液靜置6-10分鐘，然后進(jìn)行金屬型液態(tài)模鍛澆注活塞毛坯，所述澆注溫度為780-800℃；

6）、對(duì)活塞毛坯進(jìn)行T5處理。

更進(jìn)一步，所述T5處理包括將活塞毛坯在216±5℃下保溫2-2.5小時(shí)。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，按照各元素的重量比例進(jìn)行液態(tài)模鍛鋁合金，采用T5處理工藝，優(yōu)化了Cu、Si、Mg等元素在鋁合金中的含量，使鋁合金活塞材料的機(jī)械性能大大提高，其常溫抗拉強(qiáng)度達(dá)到303MPa以上，屈服強(qiáng)度達(dá)到268MPa以上，伸長(zhǎng)率達(dá)到95.0HB以上，體積穩(wěn)定性控制在0.017%以內(nèi)，并且本發(fā)明的鋁合金活塞材料的制造工藝簡(jiǎn)單、成本低。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明高銅高鎳液態(tài)模鍛鋁合金活塞材料的主要成分為AL，還含有Cu，Si，Mg，F(xiàn)e，Ni，Ti，Mn，Cr，Zn，Sn，Pb，Bi元素，其中各元素在鋁合金中的重量百分比如下：

Cu:?3.5-4.5%,

Si:?13.5-14.5%,

Mg:?0.05-0.25%,

Fe:?0.4-1.05%,

Ni:?1.5-2.5%,

Ti:?0.05-0.15%,

Mn:?0.1-0.35%,

Cr:?0.01-0.15%,