一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金的製作方法
2023-04-24 21:53:26 2
專利名稱：一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金的製作方法
技術領域：
一種新型氣缸蓋鑄造鋁合金，主要用於汽車發動機氣缸蓋的製造，特別是用於鑄造高性能的柴油機、汽油機發動機鋁合金氣缸蓋。
背景技術：
隨著現代汽車工業的發展，汽車對發動機的要求也不斷提高，要求汽車發動機必須有高轉速、高效率、低油耗和低排放等要求，這對發動機零部件也提出了更高的要求。此外，人們對汽車的各個零部件外觀也不斷提高美觀要求，要求零部件的外觀具備光潔、光亮色澤的美觀感。而氣缸蓋作為發動機的主要部件之一，其合金材料的改進是使氣缸蓋品質得以提升的主要途徑。目前為止，氣缸蓋鑄件所用的鑄造鋁合金材料，主要採用日本Jis H 5202 標準中規定的AC2A、AC2B和AC4B的AI-Si-Cu類，以及AC4C和AC4CH的AI-Mg-Si類。上述氣缸蓋用的鑄造鋁合金各成分中，主要包括有4. (Γ7. 0%的Si，O. 5 2. 0%的Cu，O. 25、. 5%的Mg,不大於O. 5%的Fe,不大於O. 5%的Mn,和自選Na、Ca和Sr中質量比各自為O. 002 O. 02%的至少一種成分。目前，這些合金在製備鋁合金氣缸蓋時存在一些缺點1)鋁合金氣缸蓋的氣密性不好，經常發生漏大氣的問題；2)產品表面光澤不夠亮，特別是拋光後表面發暗；3)有足夠的抗拉強度，但是斷後延伸率只有O. 5-1%。
發明內容
為解決上述問題，本發明提供了一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其技術方案為以鋁矽為合金基體，根據國標鋁合金牌號ZL107為參考，再按一定比例添加一些增加產品光澤的元素材料、降低影響韌性的合金元素及添加減少枝晶的元素，從而起到增加氣密性的目的。運用先進的材料製備技術，將不同性質的材料組元優化組合而成，充分發揮各組成材料的優良性能，取長補短。本發明解決技術問題的技術方案為一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，含有以下質量濃度的物質Si 7. 5 9. 5% ；Cu :2· 0 3· 5% ；Mg :0. 16 O. 21% ；Fe ^ O. 5% ；Mn ^ 0. 3% ;選自 Na.Ca或Sr之一，其質量濃度為O. 002、. 02%，餘量為Al。為了增加產品的光澤性，提高產品的美觀度，還要在合金中添加鋅Zn元素，其質量濃度為O. 3 O. 6%。為了增加產品的氣密性，提高產品的合格率，還要在合金中添加鋅Ti元素，其質量濃度為O. Γ0. 12%。為了降低產品的脆性，提高產品的延伸率，還要降低Mg元素的含量，其質量濃度從O. 35^0. 5%的含量降低到為O. 16^0. 21%。本發明的有益效果是1)其它性能參數與鑄造鋁合金ZL107差不多的情況下，氣缸蓋的氣密合格率提高10%以上；2)由於加入O. 3^0. 6%的鋅，氣缸蓋的光澤亮度增加；3)鎂元素的降低有利於鋁合金韌性的提高，鎂控制在O. 16^0. 21%之間，鋁合金氣缸蓋的斷後延伸率從原來的1%提高到3%。
具體實施例方式下述為該合金製備工藝實施例子。實施例I :I)按 Si 7. 5% ；Cu 2. 0% ；Mg :0. 16% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 3% ；Ti :0. 1%、Na:0. 002%的比例向純鋁熔液中添加材料。2)在爐內將溫度升高，到達700°C，將稱好的各種材料加入到爐中，再升高到750 0C，充分攪拌並保溫30分鐘；
3)其中，Ti元素的加入以海綿鈦的方式加入；鎂和鋅等易燒損元素的添加需要採用鐘罩壓入鋁液2/3處，並不斷攪拌溶化；4)保溫期到後，對鋁液進行精煉、變質、除氣處理；5 )鋁合金溶液表面覆蓋方氧化劑；6)採用惰性氣體氮氣或氬氣進行除氣精煉；7)採用清渣劑進行除渣處理；實施例2:除I)按 Si 8% ；Cu 3. 0% ；Mg :0. 18% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 5% ；Ti :0. 1%、Ca:0. 002%的比例向純鋁熔液中添加材料。夕卜，其餘與實施例I相同。實施例3 除I)按Si 9. 5% ；Cu :3. 5% ；Mg :0. 21% ；Fe 芻 O. 5% ；Mn 芻 O. 3% ；Zn :0. 6% ；Ti :0. 1%、Sr 0. 02%的比例向純鋁熔液中添加材料。夕卜，其餘與實施例I相同。實施例1-3的效果如下I、氣缸蓋的水壓氣密性試驗水壓為2. 3MPa，實施例1、2、3的氣密性試驗合格率分別為90%、91%、91. 5%，而原來的鋁合金的合格率為80%。2、由於加入O. 3^0. 6%的鋅，實施例1、2、3的氣缸蓋的光澤亮度增加，由原來的灰白色變成銀白色，並具有閃亮的光澤；3、鎂元素的降低有利於鋁合金韌性的提高，鎂從原來的O. 35、. 5%降低到
O.16^0. 21%，實施例1、2、3所制的鋁合金氣缸蓋的韌性為3%斷後延伸率。
權利要求
1.一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，含有以下質量濃度的物質Si:7. 5 9. 5% ；Cu 2. 0 3. 5% ；Mg :0. 16 0. 21% ；Fe ^ 0. 5% ；Mn ^ 0. 3% ;選自 Na、Ca 或 Sr之一，其質量濃度為0. 002、. 02%，餘量為Al。
2.根據權利要求I所述的一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其特徵在於在合金中添加鋅Zn元素，其質量濃度為0. 3 0. 6%。
3.根據權利要求I所述的一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，其特徵在於在合金中添加鋅Ti元素，其質量濃度為0. ro. 12%。
全文摘要
本發明公開了一種氣缸蓋用的高性能鑄造鋁合金，合金含有以下質量濃度的物質Si7.5~9.5%；Cu2.0~3.5%；Mg0.16~0.21%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；選自Na、Ca或Sr之一，其質量濃度為0.002~0.02%，餘量為Al。本發明與現有技術相比1)其它性能參數與鑄造鋁合金ZL107差不多的情況下，氣缸蓋的氣密合格率提高10%以上；2)由於加入0.3~0.6%的鋅，氣缸蓋的光澤亮度增加；3)鎂元素的降低有利於鋁合金韌性的提高，鎂控制在0.16~0.21%之間，鋁合金氣缸蓋的斷後延伸率從原來的1%提高到3%。
文檔編號C22C21/02GK102808118SQ20121024547
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月16日 優先權日2012年7月16日
發明者莊益芬 申請人:蕪湖永裕汽車工業有限公司