[發(fā)明專利]一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料及其制備方法

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• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN109234581A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱協(xié)彬;王邦倫;王公昱;周聰;祝夫文;桂凱旋;陳志浩
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22F1/043
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34138
• 代理人: 楊濤

1.一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料，其特征在于，由下列各化學成分按質(zhì)量百分比組成：硅8-10、銅1.0-6.0、鎂0.1-0.6、鎳0.3-0.8、錳0.2-0.4、鐵0.6-1.0、其余為鋁。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將所有成分各自制成細粉備用，將所有工具和模具在250℃條件下進行預(yù)熱處理，備用；

(2)首先在坩堝底部加入單晶硅，在硅上面覆蓋計算好的純鋁量的2/3，一同升溫，硅在鋁液的包裹下緩慢熔化，熔化后用石墨棒反復(fù)攪拌，再加入余下的純鋁，升溫至820℃并保溫30分鐘至完全熔化后進行爐前檢測，配成Al-Si二元合金；在745-750℃，加入Al-50％Cu中間合金，攪拌均勻，使其完全熔化；然后調(diào)節(jié)爐溫至730-740℃，加入其余剩余成分，攪拌均勻后保溫靜置30分鐘；

(3)調(diào)節(jié)爐溫至725-730℃，加入細化劑，攪拌均勻，靜置3-5分鐘；在735-740℃加入中間合金變質(zhì)劑，攪拌均勻，靜置15分鐘；在725-730℃，將占金屬液質(zhì)量2-3％的精煉劑用壓入金屬液中間高度處，緩慢作圓周并成傾斜運動，使金屬液均勻翻滾，作用時間8-10分鐘，靜置5分鐘后，再通過氬氣進行精煉6-8分鐘，靜置20分鐘，再進行扒渣，扒渣后取樣分析；

(4)將成分合格的合金液靜置10-20分鐘，將合金液澆注入已預(yù)熱的模具中，冷卻后取出，進行熱處理，最后得到本發(fā)明產(chǎn)品。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(4)中熱處理工藝條件為：固溶處理溫度為520℃，固溶處理時間為5-6小時，人工時效溫度為170℃，人工時效時間5-10小時。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料的制備方法，其特征在于：

所述合金材料由下列各化學成分按質(zhì)量百分比組成：硅10、銅3、鎂0.1、錳0.3、鐵0.7、鎳0.5、其余為鋁；

上述合金材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將所有成分各自制成細粉備用，將所有工具和模具在250℃條件下進行預(yù)熱處理，備用；

(2)首先在坩堝底部加入單晶硅，在硅上面覆蓋計算好的純鋁量的2/3，一同升溫，硅在鋁液的包裹下緩慢熔化，熔化后用石墨棒反復(fù)攪拌，再加入余下的純鋁，升溫至820℃并保溫30分鐘至完全熔化后進行爐前檢測，配成Al-Si二元合金；在748℃，加入Al-50％Cu中間合金，攪拌均勻，使其完全熔化；然后調(diào)節(jié)爐溫至735℃，加入其余剩余成分，攪拌均勻后保溫靜置30分鐘；

(3)調(diào)節(jié)爐溫至728℃，加入細化劑，攪拌均勻，靜置4分鐘；在738℃加入中間合金變質(zhì)劑，攪拌均勻，靜置15分鐘；在728℃，將占金屬液質(zhì)量2.5％的精煉劑用壓入金屬液中間高度處，緩慢作圓周并成傾斜運動，使金屬液均勻翻滾，作用時間9分鐘，靜置5分鐘后，再通過氬氣進行精煉7分鐘，靜置20分鐘，再進行扒渣，扒渣后取樣分析；

(4)將成分合格的合金液靜置15分鐘，將合金液澆注入已預(yù)熱的模具中，冷卻后取出，進行熱處理，熱處理工藝條件為：固溶處理溫度為520℃，固溶處理時間為5.5小時，人工時效溫度為170℃，人工時效時8小時，最后得到本發(fā)明產(chǎn)品。

5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中的細化劑為Al-Ti-B，所述中間合金變質(zhì)劑為Al-10％Sr。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種發(fā)動機缸體用高硅鋁合金材料的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中所述精煉劑為C₂Cl₆。