[發(fā)明專利]一種用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711465442.3 | 申請日： | 2017-12-28 |
| 公開（公告）號： | CN108559875B | 公開（公告）日： | 2020-02-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 高海燕;王朦朦;王俊;尤偉任;顧孫望;李敏;張馳 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海交通大學(xué);上海中天鋁線有限公司 |
| 主分類號： | C22C21/00 | 分類號： | C22C21/00;C22C1/03;C22F1/04 |
| 代理公司： | 31317 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) | 代理人： | 徐紅銀 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 高強耐熱鋁合金 發(fā)動機活塞 制備 加熱 耐熱鋁合金 力學(xué)性能 耐熱實驗 耐熱性能 強度保持 元素組成 鑄造性能 | ||
1.一種用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料，其特征在于，由下列重量百分含量的元素組成：鋯Zr為0.2～2％，釔Y為6％～13％，鐵Fe為0.5％～3％，硅Si 0.8％～2％，鎂Mg0.1％～0.3％，鈦Ti為0.05％～0.08％，硼B(yǎng)為0.01％～0.15％，其余為Al；
所述用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料，通過以下方法制備得到：
將工業(yè)純鋁錠放入熔煉爐中熔化，并控制鋁液溫度在720℃～750℃之間；
在鋁液中加入Al-Zr中間合金、Al-Y中間合金、Al-Fe中間合金、Al-Si中間合金、Al-Mg中間合金、Al-Ti-B中間合金細(xì)化劑，靜置后，充分?jǐn)嚢桎X液，使得成分均勻；
然后將鋁液溫度控制在720℃～750℃，除渣除氣精煉；
精煉處理后，用扒渣耙扒去鋁表面的渣，倒入模具中得到合金鑄錠，再對合金鑄錠進行熱處理，熱處理溫度為280℃～550℃之間，得到高強耐熱鋁合金材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料，其特征在于，由下列重量百分比的元素組成：鋯Zr為1～2％，釔Y為10％～13％，鐵Fe為2％～3％，硅Si 0.8％～2％，鎂Mg0.1％～0.3％，鈦Ti為0.05％～0.08％，硼B(yǎng)為0.01％～0.15％，其余為Al。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料，其特征在于，所述材料利用稀土Y與Al的共晶反應(yīng)，形成α-Al-Al3Y二元共晶組織。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
將工業(yè)純鋁錠放入熔煉爐中熔化，并控制鋁液溫度在720℃～750℃之間；
在鋁液中加入Al-Zr中間合金、Al-Y中間合金、Al-Fe中間合金、Al-Si中間合金、Al-Mg中間合金、Al-Ti-B中間合金細(xì)化劑，靜置后，充分?jǐn)嚢桎X液，使得成分均勻；
然后將鋁液溫度控制在720℃～750℃，除渣除氣精煉；
精煉處理后，用扒渣耙扒去鋁表面的渣，倒入模具中得到合金鑄錠，再對合金鑄錠進行熱處理，熱處理溫度為280℃～550℃之間，得到高強耐熱鋁合金材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，上述加入的各個中間合金中，具有以下至少一個特征：
-所述Al-Zr中間合金，其中Zr的含量為6.54wt.％；
-所述Al-Y中間合金，其中Y的含量為20wt.％；
-所述Al-Fe中間合金，其中Fe的含量為20wt.％；
-所述Al-Si中間合金，其中Si的含量為10wt.％；
-所述Al-Mg中間合金，其中Mg的含量為5wt.％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述Al-Ti-B中間合金細(xì)化劑為Al-5Ti-1B中間合金細(xì)化劑，其中為質(zhì)量百分比。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述靜置，時間為30分鐘及以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理，時間為6～15h。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述熱處理，是指：在熱處理爐中進行固溶熱處理、時效熱處理，其中：固溶熱處理的溫度范圍為500℃～550℃，時間為3～6小時，時效熱處理的溫度范圍為280℃～330℃之間，時間為4～6小時。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-9任一項所述的用于發(fā)動機活塞的高強耐熱鋁合金材料的制備方法，其特征在于，所述鋁錠，其純度為99.7％及以上。
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