CN101643870A - 可热锻的钪铝合金连杆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可热锻的钪铝合金连杆材料，相关成分分别占重量百分比为Si 0.5～1.0％、Fe 0.5～0.9％、Cu 3.5～4.4％、Mn 0.4～1.0％、Mg 0.4～0.8％、Zn 0.1～0.3％、Sc 0.1～0.15％、AL 91.35～94.45％，杂质0.05～0.1％。本发明在配方中设有对铝有很强弥散性的Sc，熔炼后期掺入Sc与铝合金熔液反应生成化合物相，使晶粒细化，显著改善铸造成形的铝合金连杆抗拉强度、硬度、塑性、抗蚀性和热稳定性。该材料在铸造成形后可通过模具热锻，进一步提升相关机械性能。应用本发明制作的连杆比现有技术的抗拉强度高15％左右，硬度高5％左右，延伸率高4％左右，完全满足高速内燃机的配套要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金连杆材料，特别是一种含有钪元素的铝合金连杆材料。
背景技术
内燃机中的连杆是一种承受交变载荷的运动构件，通常情况下，制造连杆的材料是铝合金，现有技术用于制作连杆的铝合金是变形铝合金。该材料抗拉强度高、耐磨性能好，满足常规内燃机连杆的配套要求。随着现代科学技术的发展，制造业的水平有了很大提高，新型内燃机转速每分钟已超数万转。对于高速传递功率的连杆，必须有超常的抗拉强度和耐磨性能才能满足高速内燃机的配套要求。显而易见，用现有技术的铝合金制造连杆不能满足配套要求。
发明内容
本发明主要针对现有技术的不足，提出一种可热锻的钪铝合金连杆材料，在熔炼铝合金时，通过添加稀土元素改性而获得高强度、超耐磨性能。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
可热锻的钪铝合金连杆材料，其主体成分是AL，其余成分是Si、Fe、Cu、Mn、Mg和Zn。其改进之处在于：配比中还含有稀土元素Sc，各成分占重量百分比为：Si0.5～1.0％、Fe0.5～0.9％、Cu3.5～4.4％、Mn0.4～1.0％、Mg0.4～0.8％、Zn0.1～0.3％、Sc0.1～0.15％、AL91.35～94.45％，杂质0.05～0.1％。
本发明中所述稀土元素Sc为粉末状，其纯度为≥99.99％，稀土含量≥99％。
本发明与现有技术相比，主要区别是配方中设有对铝有很强的弥散性Sc，熔炼后期掺入的Sc与铝合金熔液反应生成化合物相，使晶粒细化，显著改善铸造成形的铝合金连杆抗拉强度、硬度、塑性、抗蚀性和热稳定性。该材料在铸造成形后可通过模具热锻，进一步提升相关机械性能。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：
按可热锻的钪铝合金连杆材料配比配制炉料，各成分分别占重量百分比为Si0.5％、Fe0.5％、Cu3.5％、Mn0.4％、Mg0.4％、Zn0.1％、Sc0.1％、AL94.45％，杂质0.05％。常规熔炼后铸造成连杆坯，再经模具热锻定形，经机械性能检测，抗拉强度为470MPa，硬度为115HBS。
实施例2：
按可热锻的钪铝合金连杆材料配比配制炉料，各成分分别占重量百分比为Si1.0％、Fe0.6％、Cu4.2％、Mn0.6％、Mg0.6％、Zn0.2％、Sc0.1％、AL92.65％，杂质0.05％。常规熔炼后铸造成连杆坯，再经模具热锻定形，经机械性能检测，抗拉强度为490MPa，硬度为120HBS。
本发明在配方中配有对铝有很强弥散性的Sc，铝合金熔炼后期掺入，它与其它合金反应生成化合物相时，一方面使多元合金组织更加均匀，晶粒细化。另一方面Sc结合了其它合金，与基体相的相界明显增多，在相界附近发生晶格畸变，起到晶界强化作用，改变了部分合金相形成的温度范围，减少了残余共晶液体量，在一定程度上抑制了粗大共晶体的形成，提高了材料的抗拉强度和硬度，减少了线膨胀系数，增强了材料的热稳定性，有利于通过模具热锻进一步提高机械性能。应用本发明制作的连杆比现有技术的抗拉强度高15％左右，硬度高5％左右，延伸率高4％左右，完全满足高速内燃机的配套要求。
Claims (2)
1、一种可热锻的钪铝合金连杆材料，其主体成分是AL，其余成分是Si、Fe、Cu、Mn、Mg和Zn，其特征在于：配比中还含有稀土元素Sc，各成分占重量百分比为：Si0.5～1.0％、Fe0.5～0.9％、Cu3.5～4.4％、Mn0.4～1.0％、Mg0.4～0.8％、Zn0.1～0.3％、Sc0.1～0.15％、AL91.35～94.45％，杂质0.05～0.1％。
2、根据权利要求1所述的可热锻的钪铝合金连杆材料，其特征在于：所述稀土元素Sc为白色粉末状，其纯度为≥99.99％，稀土含量≥99％。
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