CN111555521B - 一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,包括端盖本体和轴承安装壳体,端盖本体和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构;包括如下步骤:制备铝合金金属液;模具清理后预热,将铝合金金属液压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;热处理后得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;将半成品智能精加工后喷砂,然后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层。涂层原料采用合金粉末和纳米陶瓷粉末,通过优化合金粉末、纳米陶瓷粉末的配比,将合金粉末良好的力学性能与纳米陶瓷粉末优异的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性有机的结合,延长本发明制品使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机的技术领域,特别涉及一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖。
背景技术
发动机端盖是发动机的重要组成部分,主要由定子、转子、外壳、端盖等部分构成。端盖,是安装在电机等机壳后面的一个后盖,俗称“端盖”。在电机使用中,电机会产生大量的热量,当热量达到一定程度之后,电机就不能使用了,否则就会发生绝缘击穿,使电机烧坏。现有散热通过电机本身的散热能力进行散热,但散热效果不佳。而现有的电机端盖大多无散热筋,电机在长时间工作的情况下,温度会很高,仅仅依靠电机壳上的散热筋,电机内部的热量是不容易散发的。因此,端盖是好是坏以及其散热性能是否良好,直接影响到电机的质量和工作性能。另外发动机的耐高温和耐腐蚀性对于其使用寿命也起着决定性的作用。
发明内容
发明的目的:本发明公开一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖。
技术方案:为了实现以上目的,本发明公开了一种便于散热的高强度耐腐蚀汽车发动机铝合金压铸端盖,其所述端盖包括端盖本体和轴承安装壳体,所述端盖本体左右两侧上设有两个挂角,每个挂角上设有挂角孔;所述端盖本体四周外表面设置有一组弧形凸台,所述弧形凸台包括四个,每个弧形凸台上设有一个第一连接孔;所述端盖本体四周还设有一组第一散热加强筋;所述端盖本体表面中间设置有环形凸台,所述环形凸台的中心位置开设有上下联通的中心轴孔,所述环形凸台的圆周均匀设有一组第二散热加强筋;所述环形凸台的圆周均匀设有若干个通风孔;所述弧形凸台与环形凸台之间有凹槽和第二连接孔,所述凹槽上设有第一安装孔;所述端盖本体四周还设有轴承座,用于放置轴承;所述轴承安装壳体上设有轴承安装中心孔和轴承安装套台,所述轴承安装套台上设置环形阵列分布的散热鳍片;所述轴承安装套台上设有两个凸耳安装柱,所述凸耳安装柱中心设有第二安装孔,所述轴承安装套台远离中心的周围设有散热凸缘(和散热槽,所述散热槽中有冷却水管;所述端盖本体的一侧和轴承安装壳体的一侧是一体连接,所述端盖本体与轴承安装壳体连接处低于挂角和散热凸缘,所述端盖本体和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构。
上述结构中,所述端盖本体和轴承安装壳体是一体成型的,所述端盖本体和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构,这样扩大散热面积,提高散热效率。
上述结构中,所述端盖本体与挂角为一体化设置,左右两侧挂角一体化连接的另一端设置有挂角孔。
上述结构中,所述端盖本体左右两侧的两个挂角的高度相同,两个挂角的挂角孔与中心轴孔的中心不在一条直线上,两个挂角的挂角孔与中心轴孔的中心点之间的夹角小于180度。
上述结构中,所述右侧挂角上还设有一个凸起挡块,所述凸起挡块的高度高于挂角的平面,低于第一散热加强筋的最高点;
上述结构中,所述弧形凸台设置有四个,等距离地分布在端盖本体的四周。
上述结构中,所述通风孔设置有四组,每组有两个通风孔,四组通风孔均匀分布在所述凹槽之间。
上述结构中,所述轴承座设置有四组,每组有两个,四组轴承座均匀分布在所述第二连接孔之间。
进一步的,一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备工艺,包括如下步骤:(1)制备铝合金金属液:将铝合金原料加入熔炼炉中进行熔炼、扒渣、精炼、细化、分析后得到铝合金金属液;(2)模具清理后预热至280~300℃,将步骤(1)的铝合金金属液在680~720℃条件下压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;(3)热处理:将所得的铝合金汽车发动机端盖铸件送到辊棒式连续热处理炉中进行固溶处理;然后从炉中取出,马上将铝合金汽车发动机端盖铸件投入到淬火槽中进行淬火处理温度在70~80℃;最后送到辊棒式连续热处理炉中对铝合金汽车发动机端盖铸件进行人工时效处理;取出铝合金汽车发动机端盖铸件,让其自然冷却即可,得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;(4)智能精加工,将得到的铝合金汽车发动机端盖的半成品送入智能加工中心进行钻孔、切削、细磨加工;(5)将步骤(4)精加工后的得到的铝合金汽车发动机端盖喷砂后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层。
进一步的,铝合金金属液的原料包括以下组分且各组分的重量百分比为:Si:5.5~7.5%、Mg:0.1~0.2%、Fe:0.5~1.0%、Cu:0.7-1.5%、Mn:0.1~0.3%、Zn:0.1~0.3%、Sn:0.1~0.5%、其他杂质总重量小于0.25%,余量为铝。
进一步的,步骤(3)所述固溶处理是在480~540℃,保温4~6h。
进一步的,所述时效处理即在150℃保温2小时,至165℃,保温6小时。
进一步的,淬火槽中水温在70~80℃。
进一步的,步骤(5)所述耐高温耐腐蚀涂层采用等离子熔覆的方法,所述耐高温耐腐蚀涂层的组分原料按照重量份包括:合金粉末65-75份、纳米陶瓷粉末7-10份,所述合金粉末合金粉末按质量百分数包括:C:0.2-0.4%、Cr:10-13.5%、Al:0.3-0.5%、Ni:0.3-0.35%、Si:0.38-0.56%、Ti:0.17-0.3%、Zr:0.08-0.15%、Ce:0.1-0.2%、Nd:0.1-0.2%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括:氧化铝 :40-50份、二氧化钛:8-10份、碳化硅:12-18份、氮化硼:6-10份、氧化镁:5-8份。
进一步的,等离子熔覆参数如下:保护气体为氩气且氩气流量为7-8L/min,功率为2-2.2KW,扫描速度为150-180mm/min,等离子弧光斑直径为2.5-3.5mm。
上述技术方案可以看出,本发明具有如下有益效果:(1)本发明所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其端盖本体上设有散热加强筋,既能够保证端盖的高强度,又便于散热;端盖本体上海设有通风孔,能够直接散热;轴承安装套台上设置散热鳍片、散热凸缘和散热槽,散热槽中还有冷却水管,保证轴承安装套台的高效散热。大大提高了端盖的散热效果高,提高了发动机的运行效率。整个端盖一体成型,结构稳定。(2)本发明发动机端盖的耐高温耐腐蚀涂层原料采用合金粉末和纳米陶瓷粉末,并且控制合金粉末、纳米陶瓷粉末两者的比例,将少量的陶瓷粉末填充在合金粉末中,再通过优化合金粉末、纳米陶瓷粉末的配比,合理设置等离子熔覆及熔覆后热处理的工艺参数,得到的涂层相容性好,结合紧密,不易脱落与开裂,同时涂层将合金粉末良好的力学性能与纳米陶瓷粉末优异的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性有机的结合,有效提高本发明制品耐腐蚀、耐磨和耐高温等性能,延长本发明制品使用寿命。(3)本发明的耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备方法简单,可批量生产。
附图说明
图1为本发明所述的一种便于散热的高强度耐腐蚀汽车发动机铝合金压铸端盖的结构示意图;
图中:1-端盖本体,2-挂角,27-凸起挡块,3-中心轴孔,4-通风孔,5-环形凸台,51-第二散热加强筋,6-弧形凸台,61-第一连接孔,7-凹槽,72第一安装孔,8-第二连接孔,11-第一散热加强筋,101-轴承安装中心孔,102-轴承安装套台,103-散热鳍片;104-第二安装孔,105-散热凸缘,106-散热槽,107-凸耳安装柱。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明具体实施方式进行详细的描述。
实施例1
本发明的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的第一种实施方式,如图1所示,一种便于散热的高强度耐腐蚀汽车发动机铝合金压铸端盖,其所述端盖包括端盖本体(1)和轴承安装壳体,所述端盖本体(1)左右两侧上设有两个挂角(2),每个挂角(2)上设有挂角孔(21);所述端盖本体(1)四周外表面设置有一组弧形凸台(6),所述弧形凸台(6)包括四个,每个弧形凸台(6)上设有一个第一连接孔(61);所述端盖本体(1)四周还设有一组第一散热加强筋(11);所述端盖本体(1)表面中间设置有环形凸台(5),所述环形凸台(5)的中心位置开设有上下联通的中心轴孔(3),所述环形凸台(5)的圆周均匀设有一组第二散热加强筋(51);所述环形凸台的圆周均匀设有若干个通风孔(4);所述弧形凸台(6)与环形凸台(5)之间有凹槽(7)和第二连接孔(8),所述凹槽(7)上设有第一安装孔(72);所述端盖本体(1)四周还设有轴承座,用于放置轴承;所述轴承安装壳体上设有轴承安装中心孔(101)和轴承安装套台(102),所述轴承安装套台(102)上设置环形阵列分布的散热鳍片(103);所述轴承安装套台(102)上设有两个凸耳安装柱(107),所述凸耳安装柱(107)中心设有第二安装孔(104),所述轴承安装套台(102)远离中心的周围设有散热凸缘(105)和散热槽(106),所述散热槽(106)中有冷却水管;所述端盖本体(1)的一侧和轴承安装壳体的一侧是一体连接,所述端盖本体(1)与轴承安装壳体连接处低于挂角(2)和散热凸缘(105),所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构。
上述结构中,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体是一体成型的,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构,这样扩大散热面积,提高散热效率。
上述结构中,所述端盖本体(1)与挂角(2)为一体化设置,左右两侧挂角(2)一体化连接的另一端设置有挂角孔(21)。
上述结构中,所述端盖本体(1)左右两侧的两个挂角(2)的高度相同,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心不在一条直线上,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心点之间的夹角小于180度。
上述结构中,所述右侧挂角(2)上还设有一个凸起挡块(27),所述凸起挡块(27)的高度高于挂角(2)的平面,低于第一散热加强筋(11)的最高点;
上述结构中,所述弧形凸台(6)设置有四个,等距离地分布在端盖本体(1)的四周。
上述结构中,所述通风孔(4)设置有四组,每组有两个通风孔(4),四组通风孔(4)均匀分布在所述凹槽(7)之间。
上述结构中,所述轴承座设置有四组,每组有两个,四组轴承座均匀分布在所述第二连接孔(8)之间。
进一步的,一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备工艺,包括如下步骤:(1)制备铝合金金属液:将铝合金原料加入熔炼炉中进行熔炼、扒渣、精炼、细化、分析后得到铝合金金属液;(2)模具清理后预热至280℃,将步骤(1)的铝合金金属液在680℃条件下压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;(3)热处理:将所得的铝合金汽车发动机端盖铸件送到辊棒式连续热处理炉中进行固溶处理;然后从炉中取出,马上将铝合金汽车发动机端盖铸件投入到淬火槽中进行淬火处理温度在70℃;最后送到辊棒式连续热处理炉中对铝合金汽车发动机端盖铸件进行人工时效处理;取出铝合金汽车发动机端盖铸件,让其自然冷却即可,得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;(4)智能精加工,将得到的铝合金汽车发动机端盖的半成品送入智能加工中心进行钻孔、切削、细磨加工;(5)将步骤(4)精加工后的得到的铝合金汽车发动机端盖喷砂后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层。
进一步的,所述铝合金金属液的原料包括以下组分且各组分的重量百分比为:Si:5.5%、Mg: 0.2%、Fe:0.5%、Cu:0.7%、Mn:0.2%、Zn:0.1%、Sn:0.1%、其他杂质总重量小于0.25%,余量为铝。
进一步的,步骤(3)所述固溶处理是在540℃,保温4h。
进一步的,所述时效处理即在150℃保温2小时,至165℃,保温6小时。
进一步的,淬火槽中水温在70℃。
进一步的,步骤(5)所述耐高温耐腐蚀涂层采用等离子熔覆的方法,所述耐高温耐腐蚀涂层的组分原料按照重量份包括:合金粉末75份、纳米陶瓷粉末7份,所述合金粉末合金粉末按质量百分数包括:C:0.2%、Cr:13.5%、Al:0.5%、Ni:0.3%、Si:0.38%、Ti:0.3%、Zr:0.08%、Ce:0.2%、Nd:0.1%,Co:0.3%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括:氧化铝 :40份、二氧化钛:10份、碳化硅:18份、氮化硼:6份、氧化镁:8份。
进一步的,等离子熔覆参数如下:保护气体为氩气且氩气流量为7L/min,功率为2.2KW,扫描速度为180mm/min,等离子弧光斑直径为3.5mm。
实施例2
本发明的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的第一种实施方式,如图1所示,一种便于散热的高强度耐腐蚀汽车发动机铝合金压铸端盖,其所述端盖包括端盖本体(1)和轴承安装壳体,所述端盖本体(1)左右两侧上设有两个挂角(2),每个挂角(2)上设有挂角孔(21);所述端盖本体(1)四周外表面设置有一组弧形凸台(6),所述弧形凸台(6)包括四个,每个弧形凸台(6)上设有一个第一连接孔(61);所述端盖本体(1)四周还设有一组第一散热加强筋(11);所述端盖本体(1)表面中间设置有环形凸台(5),所述环形凸台(5)的中心位置开设有上下联通的中心轴孔(3),所述环形凸台(5)的圆周均匀设有一组第二散热加强筋(51);所述环形凸台的圆周均匀设有若干个通风孔(4);所述弧形凸台(6)与环形凸台(5)之间有凹槽(7)和第二连接孔(8),所述凹槽(7)上设有第一安装孔(72);所述端盖本体(1)四周还设有轴承座,用于放置轴承;所述轴承安装壳体上设有轴承安装中心孔(101)和轴承安装套台(102),所述轴承安装套台(102)上设置环形阵列分布的散热鳍片(103);所述轴承安装套台(102)上设有两个凸耳安装柱(107),所述凸耳安装柱(107)中心设有第二安装孔(104),所述轴承安装套台(102)远离中心的周围设有散热凸缘(105)和散热槽(106),所述散热槽(106)中有冷却水管;所述端盖本体(1)的一侧和轴承安装壳体的一侧是一体连接,所述端盖本体(1)与轴承安装壳体连接处低于挂角(2)和散热凸缘(105),所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构。
上述结构中,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体是一体成型的,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构,这样扩大散热面积,提高散热效率。
上述结构中,所述端盖本体(1)与挂角(2)为一体化设置,左右两侧挂角(2)一体化连接的另一端设置有挂角孔(21)。
上述结构中,所述端盖本体(1)左右两侧的两个挂角(2)的高度相同,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心不在一条直线上,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心点之间的夹角小于180度。
上述结构中,所述右侧挂角(2)上还设有一个凸起挡块(27),所述凸起挡块(27)的高度高于挂角(2)的平面,低于第一散热加强筋(11)的最高点;
上述结构中,所述弧形凸台(6)设置有四个,等距离地分布在端盖本体(1)的四周。
上述结构中,所述通风孔(4)设置有四组,每组有两个通风孔(4),四组通风孔(4)均匀分布在所述凹槽(7)之间。
上述结构中,所述轴承座设置有四组,每组有两个,四组轴承座均匀分布在所述第二连接孔(8)之间。
进一步的,一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备工艺,包括如下步骤:(1)制备铝合金金属液:将铝合金原料加入熔炼炉中进行熔炼、扒渣、精炼、细化、分析后得到铝合金金属液;(2)模具清理后预热至290℃,将步骤(1)的铝合金金属液在700℃条件下压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;(3)热处理:将所得的铝合金汽车发动机端盖铸件送到辊棒式连续热处理炉中进行固溶处理;然后从炉中取出,马上将铝合金汽车发动机端盖铸件投入到淬火槽中进行淬火处理温度在80℃;最后送到辊棒式连续热处理炉中对铝合金汽车发动机端盖铸件进行人工时效处理;取出铝合金汽车发动机端盖铸件,让其自然冷却即可,得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;(4)智能精加工,将得到的铝合金汽车发动机端盖的半成品送入智能加工中心进行钻孔、切削、细磨加工;(5)将步骤(4)精加工后的得到的铝合金汽车发动机端盖喷砂后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层。
进一步的,所述铝合金金属液的原料包括以下组分且各组分的重量百分比为:Si:6.8%、Mg:0.15%、Fe:0.8%、Cu:1.2%、Mn:0.3%、Zn:0.2%、Sn:0.3%、其他杂质总重量小于0.25%,余量为铝。
进一步的,步骤(3)所述固溶处理是在520℃,保温5h。
进一步的,所述时效处理即在150℃保温2小时,至165℃,保温6小时。
进一步的,淬火槽中水温在80℃。
进一步的,步骤(5)所述耐高温耐腐蚀涂层采用等离子熔覆的方法,所述耐高温耐腐蚀涂层的组分原料按照重量份包括:合金粉末71份、纳米陶瓷粉末9份,所述合金粉末合金粉末按质量百分数包括:C:0.3%、Cr:102.1%、Al:0.4%、Ni:0.32%、Si:0.47%、Ti:0.24%、Zr:0.12%、Ce:0.12%、Nd:0.15%,Co:0.4%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括:氧化铝 :46份、二氧化钛:9份、碳化硅:16份、氮化硼:8份、氧化镁:7份。
进一步的,等离子熔覆参数如下:保护气体为氩气且氩气流量为7L/min,功率为2.1KW,扫描速度为160mm/min,等离子弧光斑直径为3mm。
实施例3
本发明的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的第一种实施方式,如图1所示,一种便于散热的高强度耐腐蚀汽车发动机铝合金压铸端盖,其所述端盖包括端盖本体(1)和轴承安装壳体,所述端盖本体(1)左右两侧上设有两个挂角(2),每个挂角(2)上设有挂角孔(21);所述端盖本体(1)四周外表面设置有一组弧形凸台(6),所述弧形凸台(6)包括四个,每个弧形凸台(6)上设有一个第一连接孔(61);所述端盖本体(1)四周还设有一组第一散热加强筋(11);所述端盖本体(1)表面中间设置有环形凸台(5),所述环形凸台(5)的中心位置开设有上下联通的中心轴孔(3),所述环形凸台(5)的圆周均匀设有一组第二散热加强筋(51);所述环形凸台的圆周均匀设有若干个通风孔(4);所述弧形凸台(6)与环形凸台(5)之间有凹槽(7)和第二连接孔(8),所述凹槽(7)上设有第一安装孔(72);所述端盖本体(1)四周还设有轴承座,用于放置轴承;所述轴承安装壳体上设有轴承安装中心孔(101)和轴承安装套台(102),所述轴承安装套台(102)上设置环形阵列分布的散热鳍片(103);所述轴承安装套台(102)上设有两个凸耳安装柱(107),所述凸耳安装柱(107)中心设有第二安装孔(104),所述轴承安装套台(102)远离中心的周围设有散热凸缘(105)和散热槽(106),所述散热槽(106)中有冷却水管;所述端盖本体(1)的一侧和轴承安装壳体的一侧是一体连接,所述端盖本体(1)与轴承安装壳体连接处低于挂角(2)和散热凸缘(105),所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构。
上述结构中,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体是一体成型的,所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构,这样扩大散热面积,提高散热效率。
上述结构中,所述端盖本体(1)与挂角(2)为一体化设置,左右两侧挂角(2)一体化连接的另一端设置有挂角孔(21)。
上述结构中,所述端盖本体(1)左右两侧的两个挂角(2)的高度相同,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心不在一条直线上,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心点之间的夹角小于180度。
上述结构中,所述右侧挂角(2)上还设有一个凸起挡块(27),所述凸起挡块(27)的高度高于挂角(2)的平面,低于第一散热加强筋(11)的最高点;
上述结构中,所述弧形凸台(6)设置有四个,等距离地分布在端盖本体(1)的四周。
上述结构中,所述通风孔(4)设置有四组,每组有两个通风孔(4),四组通风孔(4)均匀分布在所述凹槽(7)之间。
上述结构中,所述轴承座设置有四组,每组有两个,四组轴承座均匀分布在所述第二连接孔(8)之间。
进一步的,一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备工艺,包括如下步骤:(1)制备铝合金金属液:将铝合金原料加入熔炼炉中进行熔炼、扒渣、精炼、细化、分析后得到铝合金金属液;(2)模具清理后预热至300℃,将步骤(1)的铝合金金属液在720℃条件下压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;(3)热处理:将所得的铝合金汽车发动机端盖铸件送到辊棒式连续热处理炉中进行固溶处理;然后从炉中取出,马上将铝合金汽车发动机端盖铸件投入到淬火槽中进行淬火处理温度在75℃;最后送到辊棒式连续热处理炉中对铝合金汽车发动机端盖铸件进行人工时效处理;取出铝合金汽车发动机端盖铸件,让其自然冷却即可,得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;(4)智能精加工,将得到的铝合金汽车发动机端盖的半成品送入智能加工中心进行钻孔、切削、细磨加工;(5)将步骤(4)精加工后的得到的铝合金汽车发动机端盖喷砂后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层。
进一步的,所述铝合金金属液的原料包括以下组分且各组分的重量百分比为:Si:7.5%、Mg:0.1%、Fe:1.0%、Cu:1.5%、Mn:0.1%、Zn:0.3%、Sn:0.5%、其他杂质总重量小于0.25%,余量为铝。
进一步的,步骤(3)所述固溶处理是在480℃,保温6h。
进一步的,所述时效处理即在150℃保温2小时,至165℃,保温6小时。
进一步的,淬火槽中水温在75℃。
进一步的,步骤(5)所述耐高温耐腐蚀涂层采用等离子熔覆的方法,所述耐高温耐腐蚀涂层的组分原料按照重量份包括:合金粉末65份、纳米陶瓷粉末10份,所述合金粉末合金粉末按质量百分数包括:C:0.4%、Cr:10%、Al:0.3%、Ni:0.35%、Si:0.56%、Ti:0.17%、Zr:0.15%、Ce:0.1%、Nd:0.2%,Co:0.5%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括:氧化铝 :50份、二氧化钛:8份、碳化硅:12份、氮化硼:10份、氧化镁:5份。
进一步的,等离子熔覆参数如下:保护气体为氩气且氩气流量为8L/min,功率为2KW,扫描速度为150mm/min,等离子弧光斑直径为2.5mm。
按中华人民共和国国家标准GMN/T16865-2013,将实施例的铝合金汽车发动机端盖,在DNS-200型电子拉伸试验机上进行室温拉伸,拉伸速率为2毫米/分钟,拉伸力学性能如表1所示。
表1 实施例1~3得到的铝合金汽车发动机端盖力学性能分析结果
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
抗拉强度MPa | 492.3 | 500.5 | 498.9 |
屈服强度MPa | 444.2 | 451.0 | 448.7 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进,这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:所述端盖包括端盖本体(1)和轴承安装壳体,所述端盖本体(1)左右两侧上设有两个挂角(2),每个挂角(2)上设有挂角孔(21);所述端盖本体(1)四周外表面设置有一组弧形凸台(6),所述弧形凸台(6)包括四个,每个弧形凸台(6)上设有一个第一连接孔(61);所述端盖本体(1)四周还设有一组第一散热加强筋(11);所述端盖本体(1)表面中间设置有环形凸台(5),所述环形凸台(5)的中心位置开设有上下联通的中心轴孔(3),所述环形凸台(5)的圆周均匀设有一组第二散热加强筋(51);所述环形凸台的圆周均匀设有若干个通风孔(4);所述弧形凸台(6)与环形凸台(5)之间有凹槽(7)和第二连接孔(8),所述凹槽(7)上设有第一安装孔(72);所述端盖本体(1)四周还设有轴承座,用于放置轴承;所述轴承安装壳体上设有轴承安装中心孔(101)和轴承安装套台(102),所述轴承安装套台(102)上设置环形阵列分布的散热鳍片(103);所述轴承安装套台(102)上设有两个凸耳安装柱(107),所述凸耳安装柱(107)中心设有第二安装孔(104),所述轴承安装套台(102)远离中心的周围设有散热凸缘(105)和散热槽(106),所述散热槽(106)中有冷却水管;所述端盖本体(1)的一侧和轴承安装壳体的一侧是一体连接,所述端盖本体(1)与轴承安装壳体连接处低于挂角(2)和散热凸缘(105),所述端盖本体(1)和轴承安装壳体由外至内的方向逐渐变高,形成凸起结构;所述通风孔(4)设置有四组,每组有两个通风孔(4),四组通风孔(4)呈环形阵列状均匀分布在所述凹槽(7)之间;
所述耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖的制备工艺,包括如下步骤:(1)制备铝合金金属液:将铝合金原料加入熔炼炉中进行熔炼、扒渣、精炼、细化、分析后得到铝合金金属液;(2)模具清理后预热至280~300℃,将步骤(1)的铝合金金属液在680~720℃条件下压铸到模具型腔,增压、保压、凝固后卸压,冷却后脱模,松型脱模后得到铝合金汽车发动机端盖铸件;(3)热处理:将所得的铝合金汽车发动机端盖铸件送到辊棒式连续热处理炉中进行固溶处理;然后从炉中取出,马上将铝合金汽车发动机端盖铸件投入到淬火槽中进行淬火处理温度在70~80℃;最后送到辊棒式连续热处理炉中对铝合金汽车发动机端盖铸件进行人工时效处理;取出铝合金汽车发动机端盖铸件,让其自然冷却即可,得到铝合金汽车发动机端盖的半成品;(4)智能精加工,将得到的铝合金汽车发动机端盖的半成品送入智能加工中心进行钻孔、切削、细磨加工;(5)将步骤(4)精加工后的得到的铝合金汽车发动机端盖喷砂后在外表面涂覆耐高温耐腐蚀涂层;所述耐高温耐腐蚀涂层采用等离子熔覆的方法,所述耐高温耐腐蚀涂层的组分原料按照重量份包括:合金粉末65-75份、纳米陶瓷粉末7-10份,所述合金粉末按质量百分数包括:C:0.2-0.4%、Cr:10-13.5%、Al:0.3-0.5%、Ni:0.3-0.35%、Si:0.38-0.56%、Ti:0.17-0.3%、Zr:0.08-0.15%、Ce:0.1-0.2%、Nd:0.1-0.2%,余量为Fe及不可避免的杂质;所述纳米陶瓷粉末的原料按重量份包括:氧化铝 :40-50份、二氧化钛:8-10份、碳化硅:12-18份、氮化硼:6-10份、氧化镁:5-8份。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:所述端盖本体(1)与挂角(2)为一体化设置,左右两侧挂角(2)一体化连接的另一端设置有挂角孔(21)。
3.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:所述端盖本体(1)左右两侧的两个挂角(2)的高度相同,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心不在一条直线上,两个挂角(2)的挂角孔与中心轴孔(3)的中心点之间的夹角小于180度。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:所述右侧挂角(2)上还设有一个凸起挡块(27),所述凸起挡块(27)的高度高于挂角(2)的平面,低于第一散热加强筋(11)的最高点。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:步骤(3)所述固溶处理是在480~540℃,保温4~6h。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:步骤(3)所述时效处理即在150℃保温2小时,至165℃,保温6小时。
7.根据权利要求1所述的一种耐高温耐腐蚀的铝合金汽车发动机端盖,其特征在于:步骤(3)淬火槽中水温在70~80℃。
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