[發明專利]一種鋁活塞用的鋁合金材料及其加工方法

在審

• 申請號: 202010632959.2
• 申請日: 2020-07-04
• 公開（公告）號: CN111705246A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 葛平平
• 申請（專利權）人: 安徽恒明工程技術有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06;C22C47/08;C22C49/06;C22C49/14;F02F3/00;C22C101/10
• 代理公司: 合肥市元璟知識產權代理事務所(普通合伙) 34179
• 代理人: 司志紅

本發明公開了一種鋁活塞用的鋁合金材料及其加工方法，所述鋁活塞用的鋁合金材料包括以下重量百分比的原料：硅10?15％；鎳0.8?2.5％；銅0.5?3.5％；鎂0.32?0.67％；錳0.35?0.55％；余量為鋁和不可避免的雜質,各組分的重量百分比總和為100％；本發明的鋁合金材料加工是采用將再生鋁和電解鋁放于物料集中反射爐中，進行混合加熱至850℃直至熔化后得到鋁液，熔煉后將溫度降至740?755℃，再依次添加硅、銅、鎂、錳、鎳元素，調配各原料組分，攪拌靜置；精煉處理，精煉后再除渣、除氣，鑄造、均勻化處理后得到本發明的鋁合金材料。本發明提高了鋁合金材料的抗沖擊能力、抗拉強度、耐高溫性能。

技術領域

本發明屬于合金材料加工技術領域，特別是涉及一種鋁活塞用的鋁合金材料及其加工方法。

背景技術

活塞是汽車發動機的核心部件，是《工業強基》重點發展方向。隨著國VI排放標準的制定及在部分城市的提前實施，尤其是自主品牌車企，因為技術及車型準備不充分將會受到較為嚴重的影響。從國V到國VI的排放升級，涉及到整個汽車產業鏈的升級。而非道路機械柴油機的節能減排要求必將同步提升。因此，對于非道路柴油發動機燃油效率、抗沖擊能力等性能將進一步提高。一方面，柴油發動機燃油充分燃燒的情況下，會產生高溫高壓環境；另一方面，柴油發動機在非正常工作環境下瞬間產生的爆壓極大，活塞作為發動機燃燒室的關鍵部件，對其抗沖擊能力、抗拉強度、耐高溫性能要求極高。

現有的活塞因高溫抗拉強度的限制，在發動機產生高爆壓環境中的穩定性不可靠，存在一定風險。在活塞加工生產中，受國內專用制造設備精度及工藝制造水平的影響，我國柴油機活塞整體產品質量水平較低，其產品性能波動變化較大，亟需通過提升制造裝備水平及工藝的優化和革新，來提升活塞產品整體質量水平。因此，研究開發活塞用高比強鋁合金材料及其活塞產品的加工生產應用，提高活塞惡劣環境中的工作性能具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁活塞用的鋁合金材料及其加工方法，其可以提高鋁活塞的抗沖擊能力、抗拉強度和耐高溫性能。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種鋁活塞用的鋁合金材料，其包括以下重量百分比的原料：

硅10-15％；

鎳0.8-2.5％；

銅0.5-3.5％；

鎂0.32-0.67％；

錳0.35-0.55％；

余量為鋁和不可避免的雜質,各組分的重量百分比總和為100％。

優選地，所述的鋁活塞用的鋁合金材料還包括：鉻0.01-0.06％，鈦0.03-0.05％。

優選地，所述的鋁活塞用的鋁合金材料包括以下重量百分比的原料：

硅11-15％；

鎳0.15-2.2％；

銅0.8-2.5％；

鎂0.45-0.58％；

錳0.35-0.5％；

余量為鋁和不可避免的雜質,各組分的重量百分比總和為100％。

所述的鋁活塞用的鋁合金材料的加工方法，其包括以下步驟：

（1）將再生鋁和電解鋁放于物料集中反射爐中，進行混合加熱至850℃直至熔化后得到鋁液，熔煉后將溫度降至740-755℃，再依次添加硅、銅、鎂、錳、鎳元素，調配各原料組分，攪拌靜置；其中：熔化前配料時，針對再生鋁中存在的鐵質元素，采取五級磁選分離方式進行鐵雜質的分離；