CN102808118A

CN102808118A - 一种气缸盖用的高性能铸造铝合金

Info

Publication number: CN102808118A
Application number: CN2012102454758A
Authority: CN
Inventors: 庄益芬
Original assignee: Wuhu Yongyu Autocar Industrial Co Ltd
Current assignee: Wuhu Yongyu Autocar Industrial Co Ltd
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2012-12-05

Abstract

本发明公开了一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，合金含有以下质量浓度的物质：Si：7.5~9.5%；Cu：2.0~3.5%；Mg：0.16~0.21%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；选自Na、Ca或Sr之一，其质量浓度为0.002~0.02%，余量为Al。本发明与现有技术相比：1）其它性能参数与铸造铝合金ZL107差不多的情况下，气缸盖的气密合格率提高10%以上；2）由于加入0.3~0.6%的锌，气缸盖的光泽亮度增加；3）镁元素的降低有利于铝合金韧性的提高，镁控制在0.16~0.21%之间，铝合金气缸盖的断后延伸率从原来的1%提高到3%。

Description

一种气缸盖用的高性能铸造铝合金

技术领域:

一种新型气缸盖铸造铝合金，主要用于汽车发动机气缸盖的制造，特别是用于铸造高性能的柴油机、汽油机发动机铝合金气缸盖。

背景技术

随着现代汽车工业的发展，汽车对发动机的要求也不断提高，要求汽车发动机必须有高转速、高效率、低油耗和低排放等要求，这对发动机零部件也提出了更高的要求。此外, 人们对汽车的各个零部件外观也不断提高美观要求，要求零部件的外观具备光洁、光亮色泽的美观感。

而气缸盖作为发动机的主要部件之一，其合金材料的改进是使气缸盖品质得以提升的主要途径。目前为止，气缸盖铸件所用的铸造铝合金材料，主要采用日本JIS H 5202 标准中规定的AC2A、AC2B和AC4B的Al-Si-Cu类，以及AC4C和AC4CH的Al-Mg-Si类。上述气缸盖用的铸造铝合金各成分中，主要包括有：4.0~7.0%的Si，0.5~2.0%的Cu，0.25~0.5%的Mg，不大于0.5%的Fe，不大于0.5%的Mn，和自选Na、Ca和Sr中质量比各自为0.002~0.02%的至少一种成分。

目前，这些合金在制备铝合金气缸盖时存在一些缺点：1）铝合金气缸盖的气密性不好，经常发生漏大气的问题；2）产品表面光泽不够亮，特别是抛光后表面发暗；3）有足够的抗拉强度，但是断后延伸率只有0.5-1%。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，其技术方案为：以铝硅为合金基体，根据国标铝合金牌号ZL107为参考，再按一定比例添加一些增加产品光泽的元素材料、降低影响韧性的合金元素及添加减少枝晶的元素，从而起到增加气密性的目的。运用先进的材料制备技术，将不同性质的材料组元优化组合而成，充分发挥各组成材料的优良性能，取长补短。

本发明解决技术问题的技术方案为：一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，含有以下质量浓度的物质：

Si：7.5~9.5%；Cu：2.0~3.5%；Mg：0.16~0.21%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；选自Na、Ca或Sr之一，其质量浓度为0.002~0.02%，余量为Al。

为了增加产品的光泽性，提高产品的美观度，还要在合金中添加锌Zn元素，其质量浓度为0.3~0.6%。

为了增加产品的气密性，提高产品的合格率，还要在合金中添加锌Ti元素，其质量浓度为0.1~0.12%。

为了降低产品的脆性，提高产品的延伸率，还要降低Mg元素的含量，其质量浓度从0.35~0.5%的含量降低到为0.16~0.21%。

本发明的有益效果是：1）其它性能参数与铸造铝合金ZL107差不多的情况下，气缸盖的气密合格率提高10%以上；2）由于加入0.3~0.6%的锌，气缸盖的光泽亮度增加；3）镁元素的降低有利于铝合金韧性的提高，镁控制在0.16~0.21%之间，铝合金气缸盖的断后延伸率从原来的1%提高到3%。

具体实施方式

下述为该合金制备工艺实施例子。

实施例1：

1）按Si：7.5%；Cu：2.0%；Mg：0.16%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；Zn：0.3%；Ti：0.1%、Na:0.002%的比例向纯铝熔液中添加材料。

2）在炉内将温度升高，到达700℃，将称好的各种材料加入到炉中，再升高到750℃，充分搅拌并保温30分钟；

3）其中，Ti元素的加入以海绵钛的方式加入；镁和锌等易烧损元素的添加需要采用钟罩压入铝液2/3处，并不断搅拌溶化；

4）保温期到后，对铝液进行精炼、变质、除气处理；

5）铝合金溶液表面覆盖方氧化剂；

6）采用惰性气体氮气或氩气进行除气精炼；

7）采用清渣剂进行除渣处理；

实施例2：

除1）按Si：8%；Cu：3.0%；Mg：0.18%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；Zn：0.5%；Ti：0.1%、Ca:0.002%的比例向纯铝熔液中添加材料。

外，其余与实施例1相同。

实施例3：

除1）按Si：9.5%；Cu：3.5%；Mg：0.21%；Fe≦0.5%；Mn≦0.3%；Zn：0.6%；Ti：0.1%、Sr：0.02%的比例向纯铝熔液中添加材料。

外，其余与实施例1相同。

实施例1-3的效果如下：

1、气缸盖的水压气密性试验水压为2.3MPa，实施例1、2、3的气密性试验合格率分别为90%、91%、91.5%，而原来的铝合金的合格率为80%。

2、由于加入0.3~0.6%的锌，实施例1、2、3的气缸盖的光泽亮度增加，由原来的灰白色变成银白色，并具有闪亮的光泽；

3、镁元素的降低有利于铝合金韧性的提高，镁从原来的0.35~0.5%降低到0.16~0.21%，实施例1、2、3所制的铝合金气缸盖的韧性为3%断后延伸率。

Claims

1.一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，含有以下质量浓度的物质：

2.根据权利要求1所述的一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，其特征在于：在合金中添加锌Zn元素，其质量浓度为0.3~0.6%。

3.根据权利要求1所述的一种气缸盖用的高性能铸造铝合金，其特征在于：在合金中添加锌Ti元素，其质量浓度为0.1~0.12%。