CN102319875A - 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法 - Google Patents

一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102319875A
CN102319875A CN201110296311A CN201110296311A CN102319875A CN 102319875 A CN102319875 A CN 102319875A CN 201110296311 A CN201110296311 A CN 201110296311A CN 201110296311 A CN201110296311 A CN 201110296311A CN 102319875 A CN102319875 A CN 102319875A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
transcocrystallized
melt
preparation
foundry goods
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201110296311A
Other languages
English (en)
Inventor
陈志�
王铁军
倪伟
贾石
张丙岩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd filed Critical Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority to CN201110296311A priority Critical patent/CN102319875A/zh
Publication of CN102319875A publication Critical patent/CN102319875A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法,按以下步骤进行:(1)将坩埚预热,将AlSi合金、AlCu合金和AlNi合金置于坩埚中升温,熔化后将金属镁压入物料中;(2)将变质剂压入合金熔体中并搅拌均匀,然后保温;(3)将ZnCl2压入合金熔体中,保温除气后扒渣,再浇注成铸坯;(4)将铸坯进行热处理获得过共晶铝硅合金铸件。本发明的方法制备的产品其力学性能优于同类过共晶铝合金产品,工艺简单,易于实现工业化,制备成本低。

Description

一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于冶金技术领域,特别涉及一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法。 背景技术
[0002] 过共晶铝硅合金具有低膨胀性能,高耐磨性,高耐蚀性和良好的导热性,广泛应用于汽车、航空、航天等领域,作为制作关键零部件的材料发动机活塞、转子等。铝硅过共晶合金中随着硅含量的增大,合金组织中初晶硅与共晶硅的颗粒也逐渐增大,呈现粗大块状初晶硅和长针状共晶硅组织,严重割裂合金基体,降低了过共晶铝硅合金的力学性能,导致切削加工性能变坏,限制了高硅含量的过共晶铝硅合金的使用范围。
发明内容
[0003] 针对现有含硅较高的过共晶铝硅合金在性能上存在的问题,本发明提供一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法,采用磷铜合金作为变质剂,在制备过程中对铝硅过共晶合金进行细化变质处理,改变硅相的组织形态,减少其对基体的削弱作用,提高合金的综合性能。
[0004] 本发明的过共晶铝硅合金铸件的制备方法按以下步骤进行:
1、将坩埚预热至400士5°C,将AU8Si合金、A150Cu合金和A18Ni合金置于坩埚中,升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;
2、用钟罩将变质剂压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温l(Tl5min;所述的变质剂为CulOP合金,变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的 0. 07〜0. 08% ;
3、用钟罩将ZnCl2压入合金熔体中,在820士5°C保温5〜8min除气,然后扒渣,再在 77(T800°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为Si2(T22%,Cul. (Γ2. 0%, Nil. Γΐ. 6%,Mgl. (Tl. 6%,杂质彡0. 6%,余量为Al ;ZnCl2的加入量为合金熔体总重量的 0. 15^0. 20% ;
4、将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温3、h,然后在6(T80°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温5、h进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件。
[0005] 上述方法获得的过共晶铝硅合金铸件的的抗拉强度(σ b)为2(T2^g/mm2,伸长率 (δ 5)为 1. (Tl. 5%,布氏硬度为 129〜138ΗΒ。
[0006] 上述的浇注制成过共晶铝硅合金铸坯采用砂型铸造法、熔模铸造法或金型铸造法进行浇注。
[0007] 本发明的方法采用铜磷合金作为变质剂,对合金熔体进行变质处理,获得金相组织致密的过共晶铝硅合金铸件,该合金具有热膨胀系数小,体积稳定、收缩率小、流动性好、 气密性好、热裂倾向小、密度小、高温强度高、耐磨、耐蚀等优点,其力学性能优于同类过共晶铝合金产品。本发明的方法工艺简单,易于实现工业化,制备成本低,获得的产品尤其适用于发动机活塞,能广泛应用于汽车、航空、航天等领域的关键零部件,解决了目前国内长期存在的该类产品性能差、韧性低、加工难度大的问题
附图说明
[0008] 图1为本发明实施例1中的过共晶铝硅200倍金相组织图。 具体实施方式
[0009] 本发明实施例中选用的A128Si合金中Si的重量含量为26〜28%,A150Cu合金中Cu 的重量含量为49〜51%,Α18ΝΪ合金中Ni的重量含量为7〜9%,CulOP合金中P的重量含量为 10〜11%。
[0010] 本发明实施例中采用的A128Si合金、A150Cu合金、A18Ni合金、CulOP合金和金属镁的杂质含量< 0. 5%。
[0011] 实施例1
将坩埚预热至400士5°C,将A128Si合金、A150Cu合金和A18Ni合金置于坩埚中,升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;
用钟罩将变质剂CulOP合金压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温lOmin, 变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的0. 07% ;
用钟罩将ZnCl2压入合金熔体中,加入量为合金熔体总重量的0. 20%,在820士5°C保温5min除气,然后扒渣,再在770°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为 Si20%, Cu2. 0%, Nil. 1%,Mgl. 6%,杂质 0. 6%,余量为 Al ;
将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温4h,然后在60°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温8h进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件,拉强度(σ b)为 28kg/mm2,伸长率(δ 5)为1. 0%,布氏硬度为138ΗΒ ;
共晶铝硅合金浇注时的线收缩率为0. 6%,低于ZL105合金在、+5(Γ80Ό的线收缩率(1.05〜1. 1%),过共晶铝硅合金铸件与ZL105合金进行耐磨性比较,试验条件为:试片 Φ35Χ 10mm,试验介质为机油,试验时间为10h,试验负荷为50kg,测得过共晶铝硅合金铸件磨掉的重量为0. 0087g,ZL105合金磨掉的重量为0. 0269g。
[0012] 实施例2
将坩埚预热至400士5°C,将A128Si合金、A150Cu合金和A18Ni合金置于坩埚中,升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;
用钟罩将变质剂CulOP合金压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温12min, 变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的0. 071% ;
用钟罩将ZnCl2压入合金熔体中,加入量为合金熔体总重量的0. 18%,在820士5°C保温6min除气,然后扒渣,再在780°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为 Si22%, Cul. 0%, Nil. 6%, Mgl. 0%,杂质 0. 5%,余量为 Al ;
将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温5h,然后在70°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温7h进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件,拉强度(σ b)为25kg/mm2,伸长率(δ 5)为1. 2%,布氏硬度为136ΗΒ ;
共晶铝硅合金浇注时的线收缩率为0. 8% ;过共晶铝硅合金铸件与ZL105合金进行耐磨性比较,试验条件为:试片Φ35Χ 10mm,试验介质为机油,试验时间为10h,试验负荷为 50kg,测得过共晶铝硅合金铸件磨掉的重量为0. 0012g,ZL105合金磨掉的重量为0. 0063g。
[0013] 实施例3
将坩埚预热至400士5°C,将AU8Si合金、A150Cu合金和A18Ni合金置于坩埚中,升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;
用钟罩将变质剂CulOP合金压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温Hmin, 变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的0. 074% ;
用钟罩将SiCl2压入合金熔体中,加入量为合金熔体总重量的0. 16%,在820士5°C保温7min除气,然后扒渣,再在790°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为 Si21%, Cul. 5%, Nil. 4%, Mgl. 2%,杂质 0. 5%,余量为 Al ;
将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温4h,然后在70°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温《ι进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件,拉强度(σ b)为 22kg/mm2,伸长率(δ 5)为1. 4%,布氏硬度为132ΗΒ ; 共晶铝硅合金浇注时的线收缩率为0. 7%。
[0014] 实施例4
将坩埚预热至400士5°C,将AU8Si合金、A150Cu合金和A18Ni合金置于坩埚中,升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;
用钟罩将变质剂CulOP合金压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温15min, 变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的0. 08% ;
用钟罩将SiCl2压入合金熔体中,加入量为合金熔体总重量的0. 15%,在820士5°C保温Smin除气,然后扒渣,再在800°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为 Si22%, Cul. 7%, Nil. 2%, Mgl. 5%,杂质 0. 6%,余量为 Al ;
将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温池,然后在80°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温证进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件,拉强度(σ b)为 20kg/mm2,伸长率(δ 5)为1. 5%,布氏硬度为129ΗΒ ; 共晶铝硅合金浇注时的线收缩率为0. 6%。

Claims (2)

1. 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法,其特征在于按以下步骤进行:(1)将坩埚预热至400 士 5°C,将AU8Si合金、A150CU合金和A18Ni合金置于坩埚中, 升温至720士5°C,待全部物料熔化后用钟罩将金属镁压入熔化的物料中,金属镁熔化后获得合金熔体;(2)用钟罩将变质剂压入合金熔体中并搅拌均勻,然后在820士5°C保温l(Tl5min ; 所述的变质剂为CulOP合金,变质剂的加入量按CulOP合金中的P占合金熔体总重量的 0. 07〜0. 08% ;(3)用钟罩将ZnCl2压入合金熔体中,在820士5°C保温5〜8min除气,然后扒渣,再在 77(T800°C浇注制成过共晶铝硅合金铸坯,其成分按重量百分比为Si2(T22%,Cul. (Γ2. 0%, Nil. Γΐ. 6%,Mgl. (Tl. 6%,杂质彡0. 6%,余量为Al ;ZnCl2的加入量为合金熔体总重量的 0. 15^0. 20% ;(4)将过共晶铝硅合金铸坯加热至525士5°C,保温3、h,然后在6(T80°C的水中冷却进行固溶处理,再在180士5°C条件下保温5、h进行时效处理,获得过共晶铝硅合金铸件。
2.根据权利要求1所述的一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法,其特征在于所述的过共晶铝硅合金铸件的的抗拉强度为20l8kg/mm2,伸长率为1. (Tl. 5%,布氏硬度为 129〜138HB。
CN201110296311A 2011-09-28 2011-09-28 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法 Pending CN102319875A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110296311A CN102319875A (zh) 2011-09-28 2011-09-28 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110296311A CN102319875A (zh) 2011-09-28 2011-09-28 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102319875A true CN102319875A (zh) 2012-01-18

Family

ID=45447778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110296311A Pending CN102319875A (zh) 2011-09-28 2011-09-28 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102319875A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103589919A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 江苏苏中铝业有限公司 一种r14铝合金的变质剂及其变质方法
CN104711462A (zh) * 2015-03-31 2015-06-17 兰州理工大学 原位自生过共晶铝硅合金变质剂的制备方法
CN105063393A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 华南理工大学 一种Mg2Si/Al基复合材料及其复合优化的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57131333A (en) * 1981-02-04 1982-08-14 Tokai Daigaku Reducing method for grain size of proeutectic silicon of hypereutectic aluminum-silicon alloy
CA2068759A1 (en) * 1991-05-20 1992-11-21 Raymond J. Donahue Hypereutectic aluminum-silicon alloy having refined primary silicon and a modified eutectic
CN101457318A (zh) * 2008-12-20 2009-06-17 中国兵器工业第五二研究所 高硅铝合金缸套材料及其制备方法
CN101503773A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 华中科技大学 一种耐热低膨胀高硅铝合金及其制备方法
CN101560620A (zh) * 2009-05-27 2009-10-21 沈阳工业大学 高强耐热过共晶铝硅合金及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57131333A (en) * 1981-02-04 1982-08-14 Tokai Daigaku Reducing method for grain size of proeutectic silicon of hypereutectic aluminum-silicon alloy
CA2068759A1 (en) * 1991-05-20 1992-11-21 Raymond J. Donahue Hypereutectic aluminum-silicon alloy having refined primary silicon and a modified eutectic
CN101457318A (zh) * 2008-12-20 2009-06-17 中国兵器工业第五二研究所 高硅铝合金缸套材料及其制备方法
CN101503773A (zh) * 2009-03-11 2009-08-12 华中科技大学 一种耐热低膨胀高硅铝合金及其制备方法
CN101560620A (zh) * 2009-05-27 2009-10-21 沈阳工业大学 高强耐热过共晶铝硅合金及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李应堂等: "《现代汽车铝铸件》", 31 December 1990, article "现代汽车铝铸件", pages: 242 - 246 *
赵恒先: "《铸造铝硅合金熔炼与铸锭》", 31 July 2006, article "《铸造铝硅合金熔炼与铸锭》", pages: 94-95 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103589919A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 江苏苏中铝业有限公司 一种r14铝合金的变质剂及其变质方法
CN104711462A (zh) * 2015-03-31 2015-06-17 兰州理工大学 原位自生过共晶铝硅合金变质剂的制备方法
CN105063393A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 华南理工大学 一种Mg2Si/Al基复合材料及其复合优化的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106498245B (zh) 一种深冷处理强化的高强度铸造铝硅合金及其制备工艺
CN104561689B (zh) 一种耐热铸造铝合金及其挤压铸造方法
CN101775530B (zh) 一种过共晶铝硅合金活塞材料
CN102851575B (zh) 抗氧化性合金化灰口铸铁及其制备方法
CN104561691B (zh) 高塑性铸造铝合金及其压力铸造制备方法
CN104561690A (zh) 高塑性铸造铝合金及其挤压铸造制备方法
CN108315633B (zh) 一种高导热高强度灰铸铁及其制备方法
CN108251710B (zh) 一种适合挤压铸造的高强韧高硅铝合金及其制备工艺
CN103170600A (zh) 一种铝硅合金分闸件半固态流变压铸成形工艺
CN110983120A (zh) 一种300MPa级高强塑非热处理自强化压铸铝合金及制造方法
CN109735748A (zh) 一种耐热铸造铝合金活塞材料及其制备方法
CN109468496B (zh) 一种耐热压铸铝合金及其制备方法
CN101358312A (zh) 一种动车组高延伸率高强度合金铝端盖及其铸造方法
CN108265207A (zh) 一种高导热铝合金及其制备方法和散热体
CN103469022B (zh) 一种铝-硅-钐铸造铝合金及制备方法
CN102319875A (zh) 一种过共晶铝硅合金铸件的制备方法
CN104278166A (zh) 一种降低铝硅合金中铁相有害影响的方法
CN105950929B (zh) 过共晶Al‑Si合金与镁合金复合发动机缸体及其铸造方法
CN101230432A (zh) 一种高强、耐热铝铁合金零件的制备方法
CN107779618A (zh) 一种变质处理制备过共晶铝硅合金的方法
CN108048699A (zh) 一种含钕和铈的耐腐蚀压铸铝合金的制备方法
CN113106305A (zh) 一种高强度压铸铝合金及其加工工艺
CN109666810B (zh) 一种采用电磁搅拌工艺制备高强度、高延伸率铜合金棒材或铸件的方法
CN106011507A (zh) 一种Al-Mg-Si-Y稀土铝合金及其制备方法
CN107619974B (zh) 一种高强度高弹性模量铝合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120118