一種用於車載節油的合金及其製備方法與流程

2023-09-17 17:48:25

本發明涉及一種合金材料，特別涉及一種用於車載節油合金及其製備方法。

背景技術：

油耗問題在日常生活中越來越受到人們重視。在大多數情況下，由於輸油管路系統中的流體均為混合溶液狀態，其中溶液分子大小狀態又與溶液組成成分、聚合物濃度、溫度、氣體分壓等眾多因素相關。一旦溶液系統中的條件發生變化，溶質分子大小也會隨之改變。當溶液的活性增加，會使得溶液中的分子結構細小化，溶液分子就參與充分燃燒，達到節油和提升動力的目的。影響汽車油耗的因素主要有四大類分別是汽車的重量、車身的風阻係數、發動機技術、駕駛者的駕駛習慣。其中汽車的重量和車身的風阻係數改變會導致汽車價格的大幅度上漲。對大部分人來說，就只能改變發動機技術和駕駛者的習慣了。而發動機是一個比較複雜的一個器件不能隨意更改，但可以提高其效率。當燃油分子發生變化時，一方面，燃油分子結構細小從而使得燃燒更加充分。另一方面，燃油烯烴的含量過高，使用過程中會產生膠狀物質，聚積在進氣歧管及氣門導管部位。在發動機處於正常工作溫度時，無異常現象；而當發動機熄火冷卻一段時間後，這些膠質會把氣門粘在氣門導管內。這時起動發動機，就會發生頂氣門現象。燃油分子發生變化將會避免發生頂氣門現象。長期以來人們一直在進行科研，尋找具有能夠節油的新型材料。

技術實現要素：

發明目的：為解決車載節油問題，本發明提出一種用於車載節油的合金及其製備方法。

技術方案：一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：45％-65％、Ni：6％-18％、Zn：11％-33％、Sn：1％-15％、Pb：1％-30％、Fe：0.01％-5％、Sb：0.1％-8％、Ag：1％-30％、Mn：0.1％-5％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

優選的，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：52％-62％、Ni：8％-16％、Zn：12-22％、Sn：1.5％-6％、Pb：3％-10％、Fe：0.1％-2％、Sb：0.2％-2％、Ag：3％-30％、Mn：0.2％-2％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

更優選的，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：55.6％、Ni：13.5％、Zn： 15.6％、Sn：2.7％、Pb：6.5％、Fe：0.7％、Sb：0.8％、Ag：3.8％、Mn：0.7％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

一種用於車載節油合金的製備方法，包括如下步驟：按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃，將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

進一步的，所述加熱爐為感應爐。

工作原理：本發明採用Cu-Ni二元合金具有優異的化學穩定性，在各種環境中耐腐蝕性能非常出色，冷熱加工性能優異，成本適中。Cu-Ni合金系雖然電負性小於溶液，但由於化學穩定性很好，又在Cu-Ni二元合金基礎上，選擇Zn作為合金元素進行添加，其中，Zn是電負性最小的金屬元素之一，能夠與Cu-Ni合金形成穩定的Cu-Ni-Zn三元合金。加入的金屬Pb、Sb，使得合金熔融狀態下流動性好，易於澆鑄成型，能減少自放電和提高耐腐蝕性，減少副產物氫氣的生成，從而降低發動機的爆缸機率。考慮到燃油中含有一定的硫元素，還加入金屬Ag，Ag是除了稀土和放射性元素以外電負性最大的合金元素之一，Ag在Cu-Ni-Zn合金中幾乎不溶，主要以游離態出現，通過合理的成分控制和熱加工工藝能夠獲得理想的分布狀態。隨著Ag含量的增加，活化性逐漸增大，能夠增強抗硫化性能，減少尾氣的硫含量，同時還能強化、耐磨以及改善合金硬度的性能。因此，本發明既能優化尾氣排放，還能優化氣缸爆缸機率，同時由於合金的硬度得到提高，改善了合金耐磨性能、導熱性能。單位流量的合金用量越少，整體成本更具優勢。當燃油流經該合金時，經過高溫加熱，體積膨脹，並且受到合金的催化作用，使得燃油分子結構變成結構相對小的燃油單分子，使得燃燒更加的充分；合金晶片也具有淨化燃油的功能，使得發動機內部積碳減少，從而達到節油的目的。

有益效果：相對於現有技術，本發明所獲得的車載節油合金為沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金，它在不改變溶液組成成分和發動機的結構參數的情況下，通過燃油與合金面摩擦及物理催化改變燃油系統的分子大小，淨化其中的雜質的方式，達到自然減少發動機積碳形成保護髮動機、減少發動機維修頻率的目的。運行過程不需要額外維護，無磁無電，不需要外加電源添加藥劑。

具體實施方式

下面對本發明的實施案例進行詳細的描述；

實施例一：

一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：45％、Ni：6％、Zn：15％、Sn：4％、Pb：10％、Fe：5％、Sb：5％、Ag：5％、Mn：5％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃，將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

實施例二：

一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：55.6％、Ni：13.5％、Zn：15.6％、Sn：2.7％、Pb：6.5％、Fe：0.7％、Sb：0.8％、Ag：3.8％、Mn：0.7％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃， 將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

實施例三：

一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：52％、Ni：8％、Zn：22％、Sn：1.5％、Pb：6％、Fe：2％、Sb：0.2％、Ag：6.3％、Mn：2％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃，將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

實施例四：

一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：57％、Ni：9％、Zn：14％、Sn：2％、Pb：4％、Fe：1.5％、Sb：0.5％、Ag：12％、Mn：1％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃，將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

實施例五：

一種用於車載節油的合金，按重量百分比包括如下組成成分：Cu：55％、Ni：8.1％、Zn：14％、Sn：2％、Pb：7％、Fe：1.5％、Sb：1.2％、Ag：10％、Mn：1.2％，所述各組份經化合形成一種沿S100晶軸定向生長的柱狀晶體合金。

按上述各組分的重量百分比準備原材料，原材料純度為99.9％以上的塊狀物，其體積小於或等於3cm3；在加熱爐坩堝內鋪入2cm～3cm厚的木炭，按重量計將Cu料的一半均勻鋪在木炭上，然後在Cu料上均勻鋪入全部Ni塊，再鋪入2cm～3cm厚的木炭，加入全部Pb、Sb塊體後開爐升溫至1000℃-1100℃，待全部金屬熔化後，加入全部Fe塊體，攪拌至金屬全部溶化後再加入全部Mn塊體，保溫3分鐘～5分鐘，使熔體金屬脫氣；然後按照Zn、Sn、Ag和剩餘的Cu順序加入，慢速攪拌，待金屬全部熔化後，去浮渣，使熔體溫度降低至1100℃～1200℃，將熔體金屬注入澆築型模具中，冷卻10分鐘～15分鐘至金屬表面結殼形成金屬錠，然後水冷至室溫，取出金屬錠。

本發明的合金不帶磁、不帶電，它的能源來自發動機工作時所產生的振動，油、氣路壓力和流動時的磨擦激發物理催化。在不改變發動機的任何結構和參數，且產品對油、氣是採用固態的物理性催化作用(沒有粉末和化學液體)，從油、氣路同時改善油、氣質量，從而達到徹底燃燒的全新節能產品。