[發明專利]高導熱系數鋁合金

在審

• 申請號: 201611011443.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN107299261A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 金昌洙
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司11322
• 代理人: 龍淳

技術領域

本發明涉及一種高導熱系數鋁合金，其可以在使可增大強度但降低導熱系數的銅(Cu)和硅(Si)的含量最小化的同時包含鋯(Zr)。

背景技術

汽缸蓋是構成發動機的主要部件，是用作燃料/空氣的入口和燃燒氣體的出口的冷卻系統部件。特別地，汽缸蓋防止異常燃燒，比如當燃燒室的溫度升高到一個高的溫度時引起的爆震，并且防止由于周圍金屬部件暴露于高溫而導致的耐久性的降低，從而對發動機的性能和耐久性具有顯著影響。

當將具有高導熱系數的材料應用于汽缸蓋，使得燃燒室的熱量順利地傳遞到外部時，燃料效率可以被顯著提高。通常，由于鋁合金具有不包含合金元素的純的形式，所以導熱系數變得增加，但是強度變得劣化。因此，由于強度問題的考慮，難以將具有高導熱系數的材料應用于車輛。

車輛用汽缸蓋可需要剛性，以具有耐受燃燒壓力的耐久性，同時具有通過增大導熱系數來改善燃料效率和性能的效果，因此，需要開發能夠防止強度劣化的鋁合金。

作為相關技術描述的內容僅被提供用于幫助理解本發明的背景，并且不應該被認為是對應于本領域技術人員已知的相關技術。

發明內容

在優選的方面，本發明提供了高導熱系數鋁合金或鋁合金組合物，其可在使增大強度但降低導熱系數的銅(Cu)和硅(Si)的含量最小化的同時包含鋯(Zr)。因此，防止強度劣化。

根據本發明的示例性實施方式，提供了一種高導熱系數鋁合金組合物或鋁組合物，基于鋁合金組合物的總重量，其包含：1.5～2.5wt％的銅(Cu)；3.5～4.5wt％的硅(Si)；0.2～0.4wt％的鋯(Zr)；0.1～0.4wt％的鎂(Mg)；0.3wt％或更少但大于0wt％的鋅(Zn)；0.25wt％或更少但大于0wt％的鐵(Fe)；0.03wt％或更少但大于0wt％的錳(Mn)；0.3wt％或更少但大于0wt％的鎳(Ni)；0.03wt％或更少但大于0wt％的鈦(Ti)；構成鋁合金組合物余量的鋁(Al)。

除非另有說明，本文使用的“wt％”是指鋁合金中成分的含量，以基于鋁合金組合物的總重量按wt％測量。

在一個優選的方面，該鋁合金組合物可包含鋁(Al)-硅(Si)-鋯(Zr)-基結晶相比如Al_xSi_yZr_z。

優選地，鋁合金組合物的鑄造性為大約31cm或更大。鑄造性可受到合金流動性的顯著影響，并能夠通過在預定時間內測量合金流動的長度而獲得。

例如，當其長度越長時，鑄造性越大。

優選地，鋁合金組合物的抗拉強度可為大約250MPa或更大。

優選地，鋁合金組合物的導熱率可為大約175W/m·K或更大。

此外，本發明提供基本上由或者由本文所述的成分組成的鋁合金組合物。例如，基于鋁合金組合物的總重量，鋁合金組合物基本上由或者由以下成分組成：1.5～2.5wt％的銅(Cu)；3.5～4.5wt％的硅(Si)；0.2～0.4wt％的鋯(Zr)；0.1～0.4wt％的鎂(Mg)；0.3wt％或更少但大于0wt％的鋅(Zn)；0.25wt％或更少但大于0wt％的鐵(Fe)；0.03wt％或更少但大于0wt％的錳(Mn)；0.3wt％或更少但大于0wt％的鎳(Ni)；0.03wt％或更少但大于0wt％的鈦(Ti)；構成鋁合金組合物余量的鋁(Al)。

還提供了可包含如本文所述的鋁合金組合物的車輛部件。該車輛部件包括車輛的汽缸蓋。

本發明的其它方面在下文中公開。

附圖說明

圖1是示出在不同的銅(Cu)和硅(Si)含量下導熱系數的變化圖。

圖2是示出在根據本發明的示例性實施方式的示例性鋁合金中形成的示例性結構的圖像。

圖3是示出在不同的銅(Cu)含量下抗拉強度的變化圖。

圖4是示出在不同的銅(Cu)含量下導熱系數的變化圖。

圖5是示出在不同的硅(Si)含量下鑄造性的變化圖。

圖6是示出在不同的硅(Si)含量下抗拉強度的變化圖。

圖7是示出在不同的硅(Si)含量下導熱系數的變化圖。

圖8是示出在不同的鋯(Zr)含量下抗拉強度的變化圖。

圖9是示出在不同的鋯(Zr)含量下導熱系數的變化圖。

具體實施方式