專利名稱:共晶硅銅鎂錳碲系活塞鋁合金的制作方法
本發(fā)明屬于鑄造鋁合金材料。
為了減輕發(fā)動機特別是汽車和飛機發(fā)動機的重量，往往采用鋁合金來制造活塞?；钊墓ぷ鳒囟瓤蛇_300℃～360℃左右，要求有相當(dāng)高的強度。為了大量生產(chǎn)鑄造鋁合金的活塞，并要求達到組織緻密、強度高的目的，基本上都采用金屬型鑄造。這就要求活塞合金具有下列特點①適合于金屬型鑄造;②有一定的耐磨性，以便使活塞環(huán)槽不致因過分磨損而使活塞報廢;③導(dǎo)熱率盡量大，使溫度不致升得太高;④線膨脹系數(shù)小，以使活塞與汽缸之間的間隙發(fā)生較小的變化，不致發(fā)生卡缸和耗油量大功率上不去的現(xiàn)象等等。
目前性能較好的、價格較便宜、使用很廣泛的活塞合金是Al-Si類活塞合金，如我國的ZL108合金就是一種常用的活塞合金，它的主要化學(xué)成分為Si11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，其余為Al。國外相應(yīng)的牌號有美國的SAE328(主要化學(xué)成分為Si11.0%～13.0%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.45%～1.0%，Mn0.5%～0.9%，其余為Al。)，西德的Mahle(除與ZL108相同成分外，還含有少量Ni與Ti)。
這種合金的主要優(yōu)點是流動性好;無熱裂傾向;氣密性高;室溫和高溫機械性能良好;高的導(dǎo)熱性和小的比重。其主要缺點是在熔煉過程中吸氣傾向較大;高溫和室溫機械性能還不夠高;耐磨性也不夠理想;線膨脹系數(shù)雖然較小，但尚不如過共晶Al-Si類活塞合金的小。為了保持和進一步改善其優(yōu)點、盡量減少缺點的不利影響，本發(fā)明在ZL108的基礎(chǔ)上保持了它的主要化學(xué)成分，采用復(fù)合微合金化的主要技術(shù)措施，研制出了活塞鋁合金。其室溫及高溫機械性能指標(biāo)、線膨脹系數(shù)指標(biāo)、耐磨性以及鑄造性能均優(yōu)于國內(nèi)外同類牌號的活塞鋁合金。
本發(fā)明的要點是在ZL108的基礎(chǔ)上，相應(yīng)地添加0.001%～0.200%的碲或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.30%的稀土元素或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.40%的銻。采用與ZL108完全相同的原材料與熔煉設(shè)備就可以配制出本發(fā)明合金。其化學(xué)成分的范圍可控制在ZLAlSi12CuMgMnTeSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Re0.15%～0.30%，其余為Al;允許的雜質(zhì)含量范圍與ZL108相同。
ZLAlSi12CuMgMnTeReSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Re0.15%～0.30%，其余為Al;允許的雜質(zhì)元素含量范圍與ZL108相同。
ZLAlSi12CuMgMnTeSbSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Sb0.15%～0.40%，其余為Al;允許的雜質(zhì)元素含量范圍與ZL108相同。
由于本發(fā)明合金中采用碲微合金化或碲加稀土元素或碲加銻復(fù)合微合金化，所以改善了合金在熔煉過程中的吸氣傾向，使鑄件針孔度減少，改善了組織，降低了線膨脹系數(shù)2×10-6/℃，提高了室溫和高溫機械性能;提高了耐磨性。
本發(fā)明的活塞鋁合金無論室溫的機械性能還是高溫的機械性能均比ZL108合金及Mahle合金有較大幅度的提高。本發(fā)明合金還具備這樣一些特點熔煉過程中不再需要用Na、Sr或P變質(zhì)處理;熔煉和澆注過程中鋁液表面氧化膜減少;加工后活塞表面的光潔度提高等。
本發(fā)明可適用于鑄造高速柴油機等各類活塞，鑄件的廢品率低，性能好，也可以配制成合金鑄錠。
權(quán)利要求
1.活塞鋁合金，其化學(xué)成分中含有11%～13%的硅，1.0%～2.0%的銅，0.4%～1.0%的鎂，0.3%～0.9%的錳，其余為鋁，本發(fā)明的特征是在該合金中添加0.001%～0.200%的碲或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.30%的稀土元素或0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.4%的銻，作為合金化元素。
專利摘要
本發(fā)明合金是在ZL108合金的基礎(chǔ)上，采用了碲微合金化或碲加銻復(fù)合微合金化或碲加稀土復(fù)合微合金化的技術(shù)措施而獲得的。本發(fā)明合金與ZL108比較其最大特點在于改善了鑄造性能；大幅度地提高了室溫和高溫機械性能；線膨脹系數(shù)有了明顯減小，達到了含硅量為20％～22％的過共晶Al-Si系活塞合金的水平；提高了耐磨性。
文檔編號C22C21/02GK85102454SQ85102454
公開日1986年4月10日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者黃金榮, 姜淑艷, 曹文龍 申請人:陜西機械學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan