本发明专利技术涉及一种过共晶铝硅合金缸套及其制备方法，所述缸套化学成分为：Si:23%-26%；Mg:1.2%-1.5%；Cu:2.5%-3%；Fe:2.8%-3.5%；Ni:1.5%-2%；Cr:0.4%-0.5%；Al：余量；所述制备方法，采用负压重力精密铸造工艺，按以下步骤进行：步骤一：按重量百分比配料；步骤二：熔炼；步骤三：浇注；步骤四：楔压加工处理；步骤五：耐磨处理。本发明专利技术所述缸套，重量极大降低，符合业内减重降排的发展要求；采用负压重力精密铸造工艺，不仅制造工艺简单，而且铸件成品率高，这样成本比较低，经检测，缸套的硬度>90HRB，抗拉强度>410MPa。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种汽车发动机缸套，尤其是一种过共晶铝硅合金缸套，以及该缸套的制备方法，属于发动机
技术介绍
缸套是汽车、摩托车等交通工具的发动机上必不可少的关键部件，由于其工作环境恶劣，其性能要求比较严格。缸套是配合活塞一起作用，活塞在缸套里面往复运动，缸套的内壁和活塞外壁摩擦，缸套必须具有良好的耐磨性、足够强度硬度及耐高温性能。目前发动机上缸套有铸铁缸套和铝合金缸套，铸铁缸套不符合轻量化、节能降耗的主流，铝合金缸套多采用喷射沉积技术、离心铸造等制造，喷射沉积工艺设备要求高，还难以大规模普遍应用，离心铸造生产的铸件在力学性能上稍有不足，难以生产质量较高的缸套。由于现在汽车的轻量化、节能减排的发展趋势，新型的过共晶铝硅缸套由于其质轻、传热性能好、抗震降噪、耐磨及与现有的铝合金活塞物理相容性好等优点，将会越来越受到认可。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术存在的不足，提供一种过共晶铝硅合金缸套，代替传统的铸铁缸套等，以及该缸套的制备方法。为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案如下: 一种过共晶铝硅合金缸套，其特征在于，所述缸套化学成分为:S1:23%-26% ； Mg: 1.2%-1.5% ；Cu:2.5%-3% ； Fe: 2.8%-3.5% ；N1:1.5%-2% ；Cr:0.4%-0.5% ； Al:余量。一种过共晶铝硅合金缸套的制备方法，采用负压重力精密铸造工艺，按以下步骤进行: 步骤一:按重量百分比配料； 按如下化学成分百比含量进行配料，质量分数％:纯铝、结晶硅、纯镁、纯镍及Al-20Fe、Al-10Cr、Al-50Cu，配制 Al-25Si_l.4Mg-3.5Fe-3Cu-2Ni_0.5Cr 合金浆料； 步骤二:熔炼 熔炼设备为电阻炉，熔炼前对合金原料进行去水并放入熔炼炉内熔化，Mg用自制钟罩压入溶液；待熔体完全熔化加入白色固体六氯乙烷精炼剂，选用牌号为HT-LQ的清渣剂净化熔体；加入磷盐复合变质剂，加入量为熔体总量的0.15%，搅拌后静置30分钟，搅拌过程吹氩气保护熔体表面避免氧化； 步骤三:浇注； 熔体静置的同时预热浇注模具，采用金属模具浇注，待熔体温度在740°C时进行浇注，浇注时保持整个金属型腔内气压为0.4个标准大气压； 步骤四:楔压加工处理； 铸件冷却后，采用楔压加工处理铸件，以减少铸造缺陷及获得细小的硅颗粒及共晶相；铸件管壁的楔压变形程度为20% ； 步骤五:耐磨处理； 采用8wt%的NaOH溶液在25°C条件下对合金铸件内表面腐蚀40min。作为上述技术方案的改进，在步骤三中，其具体操作为:在原金属型模具的适当位置，重新开设排气道，并将其置于一特制的金属罩中，该金属罩形状视金属型而定，浇铸前真空系统经金属罩的抽气孔，直接抽出罩内和型腔的气体，型腔内保持0.4个大气压。作为上述技术方案的改进，在步骤四中，具体操作为:首先将管坯套在蕊模上一起加热至470°C，并保温1.5h，楔压时管坯静止不动，每压一次后管坯转过4°?5°，进行下一位置的压制，完成一周压制后，再加热至470°C保温30min进行下一周循环的压制，直至完成整个楔压过程，楔压变形程度为20%， 作为上述技术方案的改进，在步骤五中，具体操作为:在25°C条件下，堵住缸套一端，在缸套中间倒入8wt%的NaOH溶液，腐蚀40min后清洗缸套内表面。一种过共晶铝硅合金缸套的制备方法，采用负压重力精密铸造工艺，按以下步骤进行: 步骤一:按重量百分比配料； 按如下化学成分百比含量进行配料:纯铝、结晶硅、纯镁、纯镍及Al-20Fe、Al-lOCr、Al-50Cu，质量分数 ％，Al-24S1-l.2Mg-3.0Fe-2.8Cu_l.6Ni_0.5Cr ； 步骤二:熔炼 熔炼设备为电阻炉，熔炼前对合金原料进行去水并放入熔炼炉内熔化，Mg用自制钟罩压入溶液；待熔体完全熔化加入白色固体六氯乙烷精炼剂，选用牌号为HT-LQ的清渣剂净化熔体；加入磷盐复合变质剂，加入量为熔体总量的0.15%，搅拌后静置30分钟，搅拌过程吹氩气保护熔体表面避免氧化； 步骤三:浇注； 熔体静置的同时预热浇注模具，采用金属模具浇注，待熔体温度在740°C时进行浇注，浇注时保持整个金属型腔内气压为0.4个标准大气压。步骤四:楔压加工处理； 铸件冷却后，采用楔压加工处理铸件，以减少铸造缺陷及获得细小的硅颗粒及共晶相；铸件管壁的楔压变形程度为20% ； 步骤五:耐磨处理； 采用8wt%的NaOH溶液在25°C条件下对合金铸件内表面腐蚀40min。本专利技术与现有技术相比较，本专利技术的实施效果如下: 本专利技术所述过共晶铝硅缸套的优点如下: (I)用新设计的铝硅合金制造的缸套与传统的铸铁缸套相比，重量极大降低，符合业内减重降排的发展要求。导热性能好，能够一定程度上降低发动机缸的温度，提高发动机工作效率。目前发动机上的活塞大多是铝合金，这样就减少了缸套与活塞之间的磨损量，发动机的使用寿命也得到提高。( 2 )采用负压重力精密铸造工艺与国内外应用比较多的喷射沉积工艺制造过铝合金缸套，不仅制造工艺简单，而且铸件成品率高，这样成本就比较低。辅以简单的楔压加工，一定程度上消除了铸造缺陷，使粗大的共晶组织变细小、分布更均匀，很好的提高了缸套的性能。采用特制的金属模具浇注，经过楔压加工及化学腐蚀后，经检测，缸套的硬度>90HRB，抗拉强度>41OMPa。(3)针对本专利技术的铝硅合金成分，为了使缸套的性能达到最优，经过大量实验，具体的设计了: a、保持型腔内0.4个大气压的负压重力精密铸造工艺。b、铸件管壁的楔压变形程度为20%的楔压加工工艺。c、在保持25°C条件下，对缸套内表面以8wt%的NaOH溶液腐蚀40min的碱腐蚀工-H- O【具体实施方式】下面将结合具体的实施例来说明本专利技术的内容。一种过共晶铝硅合金缸套，其化学成分为:S1:23%-26% ； Mg: 1.2%-1.5% ；Cu:2.5%-3% ； Fe: 2.8%-3.5% ；N1:1.5%-2% ；Cr:0.4%-0.5% ； Al:余量。本专利技术所述过共晶铝硅合金缸套的各组成化学元素作用如下: a、硅的作用:在过共晶铝硅合金中，硅含量越高，合金的耐磨性、耐热性越好，热膨胀系数越低，但是初晶硅会变得粗大，合金的抗拉强度及硬度等力学性能降低，故综合考虑选择硅含量为23%-26%。b、镁的作用:加入适量的镁后，会在合金中生成Mg2Si相、A12CuMg、W相及Q相等，起一定弥散强化作用提高合金强度，但是镁含量过多，会降低合金的伸长率，并使合金中空隙率增大，降低合金整体的力学性能，故综合考虑镁含量为1.2%-1.5%。C、铜的作用:加入适量的铜能提高合金的高温力学性能，与Ni生成Al-N1-Cu高温强化相，但铜含量过多会降低合金的耐腐蚀性和铸造性能，热裂倾向增大，故综合考虑铜含量为 2.5%-3%。d、铁的作用:合金中加入适量的铁，可形成稳定的富铁相，提高合金的耐热性能，同时附着于初晶硅周围，堵塞并分割了硅原子的扩散通道，避免了铝合金基体和初晶硅的高温粗化。但铁含量过多会降低合金的强度，故综合考虑铁含量为2.8%-3.5%。e、镍的作用:Ni本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种过共晶铝硅合金缸套，其特征在于，所述缸套化学成分为：Si : 23%‑26%；Mg: 1.2%‑1.5%；Cu: 2.5%‑3%；Fe: 2.8%‑3.5%；Ni: 1.5%‑2%；Cr: 0.4%‑0.5%；Al： 余量。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄德松，杨俊，朱斌，吴贞亮，
申请(专利权)人：安徽中原内配有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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