[發明專利]一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝

在審

• 申請號: 202110229435.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113088726A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 笪宏飛;劉杰;蘭可
• 申請（專利權）人: 安徽綠能技術研究院有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C21/04;B22C9/22;C22B9/05;C22B21/06;F27D27/00
• 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

1.一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，所述鋁合金材料組成的質量百分比為：Cu：0.5％-0.8％；Sc：0.06％-0.08％；Ti：0.03％-0.04％；Mn：0.04％-0.08％；Cr：0.12％- 0.15％；Zn：0.16％-0 .26％；Ni：1.2％-2.1％；La：0.02％-0.03％；Ce：0.01％-0 .04％；Si：22％-25％；Zr：0.04%-0.05%；Mg：0.8％-1.2％；余量為Al；

所述鋁合金材料的制備工藝包括以下步驟：

S1、將Al加入熔煉爐（1）內，加熱溫度為680-700℃，完全熔化后，使用攪拌裝置攪動，保溫30分鐘；

S2、在熔煉爐（1）內加入鋁箔包裹的Si顆粒和高溫除渣劑，使用攪拌裝置攪拌并保溫2小時；

S3、在熔煉爐（1）的熔融溶液底部通入氮氣，通過熔煉爐（1）內的攪拌裝置攪動，將氮氣打成細小且分布均勻的小氣泡，氮氣氣泡從熔煉爐（1）內的熔融溶液底部上浮過程中，因氮氣氣泡內的氫分壓為零，氣泡周圍的氫氣自動向氮氣氣泡內擴散，從而將氫氣帶出熔融溶液，同時，熔融溶液內的細小夾雜物，被上浮的氮氣氣泡帶離至液面，再被液面的高溫除渣劑吸附進入高溫除渣劑中，撈除高溫除渣劑后，熔融溶液得到凈化；

S4、以6-8℃/min的速率升溫至750-780℃，保溫1h后，在熔煉爐（1）內加入Ti、Mn、Cr、Ni、Sc、Cu，待完全溶解后，使用攪拌裝置攪動，保溫30分鐘，降溫到720℃，在熔煉爐（1）內加入Mg、Zn、Zr，使用攪拌裝置攪動，保溫30分鐘；

S5、在熔煉爐（1）內熔融溶液表面撒上覆蓋劑，向熔融溶液中加入用鋁箔包好的精煉劑，反應完畢后扒凈浮渣；

S6、將熔融溶液升溫到800-860℃，加入變質劑和La、Ce，混合攪拌反應完畢后，向熔融溶液表面再撒覆蓋劑，靜置30分鐘，采用澆注模具澆注成活塞毛坯。

2.根據權利要求1所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，在步驟S5中，所述覆蓋劑為冰晶石、Na₃AlF₆、Na₂SiF₆、NaCl、KCl、CaF₂、NaF₂中的一種。

3.根據權利要求2所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，在步驟S5中，所述精煉劑為氯化鋅、六氯乙烷、膨脹石墨、硝酸鈉中的一種。

4.根據權利要求3所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，攪拌裝置包括中心軸（2），所述熔煉爐（1）內轉動安裝有中心軸（2），所述中心軸（2）上固定安裝有轉動塊（3），所述轉動塊（3）上固定安裝有斜塊（4），所述斜塊（4）的底部固定安裝有攪拌塊（5），所述攪拌塊（5）由石墨材料制成，所述熔煉爐（1）內固定安裝有固定盤（7），所述固定盤（7）內開設有內輪齒（701），所述熔煉爐（1）內轉動安裝有與固定盤（7）同軸心的第二齒輪（9），所述第二齒輪（9）上嚙合連接有第一齒輪（8），所述第一齒輪（8）一端固定安裝有第二固定柱（12），所述斜塊（4）上固定安裝有第一固定柱（11），所述第一固定柱（11）與第二固定柱（12）之間通過鋼絲繩（6）安裝，所述熔煉爐（1）內設有驅動攪拌塊（5）轉動的驅動機構。

5.根據權利要求4所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，所述驅動機構包括驅動電機（10），所述熔煉爐（1）內固定安裝有驅動電機（10），所述驅動電機（10）的輸出軸與第二齒輪（9）傳動連接。

6.根據權利要求5所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，所述熔煉爐（1）的底部固定安裝有底座（13），所述底座（13）上固定安裝有多個噴氣嘴（14）。

7.根據權利要求6所述的一種發動機活塞上鋁合金材料的制備工藝，其特征在于，多個所述噴氣嘴（14）在底座（13）上等間距設置。