CN102808118A - 一种气缸盖用的高性能铸造铝合金 - Google Patents

一种气缸盖用的高性能铸造铝合金 Download PDF

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庄益芬
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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:
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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AI-Si-Cu类,以及AC4C和AC4CH的AI-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. (Γ7. 0%的Si,O. 5〜2. 0%的Cu,O. 25、. 5%的Mg,不大于O. 5%的Fe,不大于O. 5%的Mn,和自选Na、Ca和Sr中质量比各自为O. 002〜O. 02%的至少一种成分。
[0004] 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O. 5-1%。
发明内容
[0005] 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。
[0006] 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:
[0007] Si :7. 5〜9. 5% ;Cu :2· 0〜3· 5% ;Mg :0. 16〜O. 21% ;Fe ^ O. 5% ;Mn ^ 0. 3% ;选自 Na.Ca或Sr之一,其质量浓度为O. 002、. 02%,余量为Al。
[0008] 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O. 3〜O. 6%。
[0009] 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O. Γ0. 12%。
[0010] 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O. 35^0. 5%的含量降低到为O. 16^0. 21%。
[0011] 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O. 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O. 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
[0012] 下述为该合金制备工艺实施例子。
[0013] 实施例I :
[0014] I)按 Si :7. 5% ;Cu :2. 0% ;Mg :0. 16% ;Fe 刍 O. 5% ;Mn 刍 O. 3% ;Zn :0. 3% ;Ti :0. 1%、Na:0. 002%的比例向纯铝熔液中添加材料。
[0015] 2)在炉内将温度升高,到达700°C,将称好的各种材料加入到炉中,再升高到750 0C,充分搅拌并保温30分钟; [0016] 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;
[0017] 4)保温期到后,对铝液进行精炼、变质、除气处理;
[0018] 5 )铝合金溶液表面覆盖方氧化剂;
[0019] 6)采用惰性气体氮气或氩气进行除气精炼;
[0020] 7)采用清渣剂进行除渣处理;
[0021] 实施例2:
[0022]除 I)按 Si :8% ;Cu :3. 0% ;Mg :0. 18% ;Fe 刍 O. 5% ;Mn 刍 O. 3% ;Zn :0. 5% ;Ti :0. 1%、Ca:0. 002%的比例向纯铝熔液中添加材料。
[0023]夕卜,其余与实施例I相同。
[0024] 实施例3 :
[0025]除 I)按Si :9. 5% ;Cu :3. 5% ;Mg :0. 21% ;Fe 刍 O. 5% ;Mn 刍 O. 3% ;Zn :0. 6% ;Ti :0. 1%、Sr :0. 02%的比例向纯铝熔液中添加材料。
[0026]夕卜,其余与实施例I相同。
[0027] 实施例1-3的效果如下:
[0028] I、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%。
[0029] 2、由于加入O. 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;
[0030] 3、镁元素的降低有利于铝合金韧性的提高,镁从原来的O. 35、. 5%降低到
O. 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 (3)

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: 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、. 02%,余量为Al。
2.根据权利要求I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I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. ro. 12%。
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