超高抗拉强度铝合金材料及制成的铝合金缸体制造技术

本发明专利技术涉及超高抗拉强度铝合金材料及制成的铝合金缸体，铝合金材料其按质量分数包括以下组分：Si：8.0～11.0％，Cu：2.0～4.0％，Mn：

【技术实现步骤摘要】
超高抗拉强度铝合金材料及制成的铝合金缸体
本专利技术涉及发动机制造
，尤其涉及超高抗拉强度铝合金材料及制成的铝合金缸体。
技术介绍
在铝合金发动机制造
，AlSi9Cu3型铝合金是一种具有良好综合性能的压铸合金，广泛的用于汽车工业，例如轿车车身以及发动机。随着发动机技术的不断进步，给发动机增设水套已经越来越普及化。越来越复杂水套的设计对发动机缸体机械强度的要求越来越高。而目前AlSi9Cu3型铝合金单铸试棒抗拉强度≥170MPa，屈服强度≥100MPa，延伸率A5≥1.0％。AlSi9Cu3型铝合金已经满足不了轻量化以及复杂化水套设计的需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的不足，提供了超高抗拉强度铝合金材料及制成的铝合金缸体，具体技术方案如下：超高抗拉强度铝合金材料，其按质量分数包括以下组分：Si：8.0～11.0％，Cu：2.0～4.0％，Mn：<0.55％，Mg：0.05～0.55％，Zn：≤1.2％，Ni：≤0.55％，Fe：≤1.3％，Cr：<0.15％，Sn：0.25％，Pb：≤0.35％，Ti：≤0.25％，Os：≤0.21％，稀土材料≤1.1％，其余为Al。作为上述技术方案的改进，所述稀土材料为稀土La和稀土Y。作为上述技术方案的改进，所述稀土La和稀土Y的质量比为(7.6～8.1):3。作为上述技术方案的改进，所述超高抗拉强度铝合金材料的制备方法如下：将铝合金材料加入熔炼炉中进行熔化成铝合金熔液，加入除渣剂并静置去除浮渣，升温到720～750℃时，通过氮气将精炼剂旋转吹入熔炼炉，除去铝合金熔液中的气体与非金属杂质；待熔炼炉的内部升温到760℃时，加入铝磷合金进行变质处理，变质处理的温度为725～735℃；吹氩除气直到铝合金熔液的液面无气泡冒出；取样检测且合格后进行保温处理，在700～710℃下静置30～40分钟后准备浇注。作为上述技术方案的改进，采用除气设备吹氩除气，在0.3～0.5MPa的氩气压力下吹氩除气直到铝合金熔液的液面无气泡冒出。作为上述技术方案的改进，所述精炼后的铝合金熔液如果超过4小时则作回炉料使用；采用回炉料时，加入熔炼炉的铝合金材料中新料不少于65％。采用上述超高抗拉强度铝合金材料制成铝合金缸体。作为上述技术方案的改进，采用液压油缸将高温熔融的铝合金熔液压射进模具的型腔，内浇口流速为35～40m/s。本专利技术的有益效果：通过对现有AlSi9Cu3型铝合金的材料工艺进行优化设计，得到的成品的抗拉强度、屈服强度和延伸率显著提高且明显优于传统AlSi9Cu3型铝合金。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1所述超高抗拉强度铝合金材料按质量分数包括以下组分：Si：8.0％，Cu：2.0％，Mn：<0.55％，Mg：0.05％，Zn：≤1.2％，Ni：≤0.55％，Fe：≤1.3％，Cr：<0.15％，Sn：0.25％，Pb：≤0.35％，Ti：≤0.25％，Os：≤0.21％，La：≤7.6％，Y：≤3％，其余为Al。将铝合金材料加入熔炼炉中进行熔化成铝合金熔液，加入除渣剂并静置去除浮渣，升温到720℃时，通过氮气将精炼剂旋转吹入熔炼炉，除去铝合金熔液中的气体与非金属杂质；待熔炼炉的内部升温到760℃时，加入铝磷合金进行变质处理，变质处理的温度为725℃；采用除气设备吹氩除气，在0.3MPa的氩气压力下吹氩除气直到铝合金熔液的液面无气泡冒出；取样检测且合格后进行保温处理，在700℃下静置40分钟后准备浇注。其中，所述精炼后的铝合金熔液如果超过4小时则作回炉料使用；采用回炉料时，加入熔炼炉的铝合金材料中新料不少于65％。采用上述超高抗拉强度铝合金材料通过压铸工艺制成铝合金缸体。在压铸工艺中，采用液压油缸将高温熔融的铝合金熔液压射进模具的型腔，内浇口流速为35m/s。实施例2所述超高抗拉强度铝合金材料按质量分数包括以下组分：Si：10.0％，Cu：3.0％，Mn：<0.55％，Mg：0.35％，Zn：≤1.2％，Ni：≤0.55％，Fe：≤1.3％，Cr：<0.15％，Sn：0.25％，Pb：≤0.35％，Ti：≤0.25％，Os：≤0.21％，La：≤8％，Y：≤3％，其余为Al。将铝合金材料加入熔炼炉中进行熔化成铝合金熔液，加入除渣剂并静置去除浮渣，升温到735℃时，通过氮气将精炼剂旋转吹入熔炼炉，除去铝合金熔液中的气体与非金属杂质；待熔炼炉的内部升温到760℃时，加入铝磷合金进行变质处理，变质处理的温度为730℃；采用除气设备吹氩除气，在0.4MPa的氩气压力下吹氩除气直到铝合金熔液的液面无气泡冒出；取样检测且合格后进行保温处理，在705℃下静置35分钟后准备浇注。其中，所述精炼后的铝合金熔液如果超过4小时则作回炉料使用；采用回炉料时，加入熔炼炉的铝合金材料中新料不少于65％。采用上述超高抗拉强度铝合金材料通过压铸工艺制成铝合金缸体。在压铸工艺中，采用液压油缸将高温熔融的铝合金熔液压射进模具的型腔，内浇口流速为38m/s。实施例3所述超高抗拉强度铝合金材料按质量分数包括以下组分：Si：11.0％，Cu：4.0％，Mn：<0.55％，Mg：0.55％，Zn：≤1.2％，Ni：≤0.55％，Fe：≤1.3％，Cr：<0.15％，Sn：0.25％，Pb：≤0.35％，Ti：≤0.25％，Os：≤0.21％，La：≤8.1％，Y：≤3％，其余为Al。将铝合金材料加入熔炼炉中进行熔化成铝合金熔液，加入除渣剂并静置去除浮渣，升温到750℃时，通过氮气将精炼剂旋转吹入熔炼炉，除去铝合金熔液中的气体与非金属杂质；待熔炼炉的内部升温到760℃时，加入铝磷合金进行变质处理，变质处理的温度为735℃；采用除气设备吹氩除气，在0.5MPa的氩气压力下吹氩除气直到铝合金熔液的液面无气泡冒出；取样检测且合格后进行保温处理，在710℃下静置30分钟后准备浇注。其中，所述精炼后的铝合金熔液如果超过4小时则作回炉料使用；采用回炉料时，加入熔炼炉的铝合金材料中新料不少于65％。采用上述超高抗拉强度铝合金材料通过压铸工艺制成铝合金缸体。在压铸工艺中，采用液压油缸将高温熔融的铝合金熔液压射进模具的型腔，内浇口流速为40m/s。在上述实施例中，实施例2中的铝合金材料制成单铸试棒抗拉强度≥260MPa，屈服强度≥170MPa，延伸率≥1.8％。该性能优于传统AlSi9Cu3型铝合金。添加La，通过显微组织观察，拉伸性能测试，结果表明，添加8.1wt％的La对AlSi9Cu3型铝合金的组织细化效果最好。随着La含量的增加，铸态和热处理态的AlSi9Cu3型铝合金的抗拉强度和伸长率均先增加后降低。当La含量为8.1wt％时，合金试样的拉伸强度达到最大值。添加Y后，组织得到细化和均匀化，强度提高。Y可以显著增大合金的铺展面积，提高合金的力学性能，有助于减少压铸缺陷。在压铸过程中，优于发动机缸体内腔结构十分复杂，而且表面形状极其不规则，壁厚变化大，铝合金熔液在高速填充时排气过程非常困难，因此，铝合金熔液的含气量对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超高抗拉强度铝合金材料，其特征在于，其按质量分数包括以下组分：Si：8.0～11.0％，Cu：2.0～4.0％，Mn：

【技术特征摘要】
1.超高抗拉强度铝合金材料，其特征在于，其按质量分数包括以下组分：Si：8.0～11.0％，Cu：2.0～4.0％，Mn：<0.55％，Mg：0.05～0.55％，Zn：≤1.2％，Ni：≤0.55％，Fe：≤1.3％，Cr：<0.15％，Sn：0.25％，Pb：≤0.35％，Ti：≤0.25％，Os：≤0.21％，稀土材料≤1.1％，其余为Al。2.根据权利要求1所述的超高抗拉强度铝合金材料，其特征在于，所述稀土材料为稀土La和稀土Y。3.根据权利要求2所述的超高抗拉强度铝合金材料，其特征在于，所述稀土La和稀土Y的质量比为(7.6～8.1):3。4.根据权利要求3所述的超高抗拉强度铝合金材料，其特征在于，所述超高抗拉强度铝合金材料的制备方法如下：将铝合金材料加入熔炼炉中进行熔化成铝合金熔液，加入除渣剂并静置去除浮渣，升温到720～750℃时，通过氮气将精炼剂旋转吹入熔炼炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光伟，赵永征，张京伟，汪贞芳，潘修峰，
申请(专利权)人：合肥江淮铸造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34