CN115125417A - 曲轴箱用铝锭及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲轴箱用铝锭及其制备方法，所述曲轴箱用铝锭由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：1系铝料：8～12％；3系铝料：8～10％；5系铝料：3～5％；9系铝料：30～40％；10系铝料：15～20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；以上组分总计100％；其中，所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：14.5％≤Si≤16％；4.3％≤Cu≤4.8％；0.5％≤Mg≤0.6％；0.1％≤Mn≤0.3％；0.3％≤Zn≤0.7％；0.6≤Fe≤0.8％；0.05％≤Ni≤0.15％；0.006％≤P≤0.015％；0.03％≤Ti≤0.08％；Ca<0.007％；75％≤Al≤81％，其余为不可避免的杂质，总计100％。本发明能够提高材料强度，能够满足曲轴箱的强度要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种曲轴箱用铝锭及其制备方法。
背景技术
目前，为了适应汽车轻量化的发展，曲轴箱需要改为铝制件以降低汽车的重量，减少油耗，并且还能够提高曲轴箱的生产效率，延长使用寿命。公开号为CN102268694A的中国专利中公开了一种铝锭的制作方法，但是使用该方法制备得到的铝锭结构强度不够高，无法满足曲轴箱对材料强度的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种曲轴箱用铝锭，它能够提高材料强度，能够满足曲轴箱的强度要求。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种曲轴箱用铝锭，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：8～12％；3系铝料：8～10％；5系铝料：3～5％；9系铝料：30～40％；10系铝料：15～20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；以上组分总计100％；其中，
1系铝料的化学成分如下：
Si≤1.5％；Cu≤0.05％；Mg≤0.05％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.6％；Ti≤0.05％；
Ni≤0.05％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分如下：
Si≤2.0％；Cu≤0.3％；Mg≤0.3％；0.3％<Mn≤2％；Zn≤0.15％；Fe≤0.6％；Ti≤0.15％；
Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分如下：
Si≤5.0％；Cu≤0.3％；3.0％<Mg≤6.0％；Mn≤0.6％；Zn≤0.5％；Fe≤0.8％；Ti≤0.2％；
Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分如下：
5.0％<Si≤15％；0.65％<Cu≤5.0％；Mg≤0.5％；Mn≤0.6％；0.5％<Zn≤2.5％；Fe≤1.5％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分如下：
6.0％<Si≤13％；Cu≤0.1％；Mg≤0.4％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.3％；Ti≤0.2％；Ni≤0.1％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分如下：
V≤0.1％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％；Li≤0.01％；Mg≥6.0％；Mn≤3.0％；Pb≤0.2％；Ca≤0.1％；
Fe≥2.0％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
14.5％≤Si≤16％；4.3％≤Cu≤4.8％；0.5％≤Mg≤0.6％；0.1％≤Mn≤0.3％；0.3％≤Zn≤0.7％；0.6≤Fe≤0.8％；0.05％≤Ni≤0.15％；0.006％≤P≤0.015％；0.03％≤Ti≤0.08％；Ca<0.007％；75％≤Al≤81％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
本发明还提供了一种所述曲轴箱用铝锭的制备方法，方法的步骤中含有：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的8～14％投入高炉中熔化成铝液；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在730～760℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少一次；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至790～820℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置10～20分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
进一步，在步骤S3中熔化硅和铜时温度控制在880～900℃，熔化过程中搅拌3次，每次搅拌1～3分钟。
进一步，在步骤S6中，使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少两次，直到铝液中Ca的含量小于0.007％。
进一步，每次精炼使用的精炼剂控制在1.2～1.5kg/吨铝液。
与现有技术相比，通过以上原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到符合各元素成分要求的铝锭，通过对铝液中Fe、Ni、Mg、Si、Cu和Zn等元素含量的调整，尤其是通过铝磷合金对铝液变质，减少初生硅并使共晶硅细化，以及通过铝钛硼合金细化晶粒组织，大大提高了材料的强度，使材料能够满足曲轴箱的强度要求。
其中，Si元素能够改善铸造过程流动性，提高产品的耐磨性和耐磨强度，提高硬度和耐腐蚀性能；Cu元素能够增强铝合金的机械强度及抗腐蚀性，可热处理强化；Mg元素能够提高强度，改善粘膜现象，可热处理强化，改善耐腐蚀性能；Zn元素能够提高强度；Fe元素能够改善粘膜现象，提高硬度，控制热裂纹倾向；P元素能够对高硅合金变质，细化初生硅晶粒尺寸；Ti元素能够细化晶粒组织；Ni元素能够提供耐热性能。通过精炼剂对铝液进行精炼能够降低Ca的含量，Ca是对P变质有干扰的元素，因此降低Ca的含量能够改善P的变质效果。之所以要先将铝液加热升温至790～820℃，然后再加入铝磷合金对铝液变质，是为了通过高温防止铝磷合金中的P元素发生聚集现象而影响变质效果，进而有利于提高材料的强度。
具体实施方式
本发明提供了一种曲轴箱用铝锭及其制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本发明保护的范围。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
一种曲轴箱用铝锭，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：8～12％；3系铝料：8～10％；5系铝料：3～5％；9系铝料：30～40％；10系铝料：15～20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；以上组分总计100％；其中，
1系铝料的化学成分如下：
Si≤1.5％；Cu≤0.05％；Mg≤0.05％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.6％；Ti≤0.05％；
Ni≤0.05％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分如下：
Si≤2.0％；Cu≤0.3％；Mg≤0.3％；0.3％<Mn≤2％；Zn≤0.15％；Fe≤0.6％；Ti≤0.15％；
Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分如下：
Si≤5.0％；Cu≤0.3％；3.0％<Mg≤6.0％；Mn≤0.6％；Zn≤0.5％；Fe≤0.8％；Ti≤0.2％；
Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分如下：
5.0％<Si≤15％；0.65％<Cu≤5.0％；Mg≤0.5％；Mn≤0.6％；0.5％<Zn≤2.5％；Fe≤1.5％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分如下：
6.0％<Si≤13％；Cu≤0.1％；Mg≤0.4％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.3％；Ti≤0.2％；Ni≤0.1％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分如下：
V≤0.1％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％；Li≤0.01％；Mg≥6.0％；Mn≤3.0％；Pb≤0.2％；Ca≤0.1％；
Fe≥2.0％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
14.5％≤Si≤16％；4.3％≤Cu≤4.8％；0.5％≤Mg≤0.6％；0.1％≤Mn≤0.3％；0.3％≤Zn≤0.7％；0.6≤Fe≤0.8％；0.05％≤Ni≤0.15％；0.006％≤P≤0.015％；0.03％≤Ti≤0.08％；Ca<0.007％；75％≤Al≤81％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
其中，Si元素能够改善铸造过程流动性，提高产品的耐磨性和耐磨强度，提高硬度和耐腐蚀性能；Cu元素能够增强铝合金的机械强度及抗腐蚀性，可热处理强化；Mg元素能够提高强度，改善粘膜现象，可热处理强化，改善耐腐蚀性能；Zn元素能够提高强度；Fe元素能够改善粘膜现象，提高硬度，控制热裂纹倾向；P元素能够对高硅合金变质，细化初生硅晶粒尺寸；Ti元素能够细化晶粒组织；Ni元素能够提供耐热性能。通过以上原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到符合各元素成分要求的铝锭，通过控制Fe、Ni、Mg、Si、Cu和Zn等元素的含量，尤其是通过铝磷合金进行变质处理，通过铝钛硼合金进行细化处理以使晶粒组织细化，大大提高了材料的强度，满足了曲轴箱的强度要求。
具体的，1系铝料、3系铝料和5系铝料可以使用符合相应化学成分的边角料；9系铝料可以使用符合相应化学成分的机生铝和破碎生铝；10系铝料可以使用符合相应化学成分的A356铝屑；硅可以使用通氧553硅；铜可以使用一级铜。
一种所述曲轴箱用铝锭的制备方法，方法的步骤中含有：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的8～14％投入高炉中熔化成铝液；其中，备料中的铝料包括1系铝料、3系铝料、5系铝料、9系铝料、10系铝料和12系铝料；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化以使硅和铜与铝液混合；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在730～760℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少一次；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至790～820℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置10～20分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。其中，铝磷合金作为变质剂能够对铝液变质，其中的P元素能够细化初生硅晶粒尺寸，使共晶硅细化，增强材料强度；铝钛硼合金作为细化剂能够细化晶粒组织。
具体的，通过对铝液中Fe、Ni、Mg、Si、Cu和Zn等元素含量的调整，尤其是通过铝磷合金对铝液变质，减少初生硅并使共晶硅细化，以及通过铝钛硼合金细化晶粒组织，大大提高了材料的强度，使其能够满足曲轴箱的强度要求。
进一步具体的，通过精炼剂对铝液进行精炼能够降低Ca的含量，Ca是对P变质有干扰的元素，因此降低Ca的含量能够改善P的变质效果。之所以要先将铝液加热升温至790～820℃，然后再加入铝磷合金对铝液变质，是为了通过高温防止铝磷中的P元素发生聚集现象而影响变质效果。在步骤S2中，通过光谱分析得到铝液中的各元素含量，然后对Fe、Ni和Mg三种元素进行调整。
进一步，在步骤S3中熔化硅和铜时温度控制在880～900℃，熔化过程中搅拌3次，每次搅拌1～3分钟；具体的，控制温度的目的是为了通过高温彻底熔化硅和铜，减少硅和铜成分的偏差。
进一步，在步骤S6中，使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少两次，直到铝液中Ca的含量小于0.007％；具体的，如果Ca的含量在0.007％以上，则增加精炼的次数以使Ca含量进一步降低。Ca是对P变质有干扰的元素，因此降低Ca的含量能够改善P的变质效果。
进一步，每次精炼使用的精炼剂控制在1.2～1.5kg/吨铝液；其中，先投入铝料以使高炉中的铝液降温到730～760℃，然后再对铝液喷粉精炼，是为了使精炼在相对较低的温度下进行，进而有利于提高除气效果，减少精炼过程中金属烧损。
进一步，所述精炼剂采用无钠精炼剂，以便减少Na对P变质效果的影响；所述无钠精炼剂可以但不限于是KCL或MgCl2。
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
一种曲轴箱用铝锭，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：12％；3系铝料：10％；5系铝料：5％；9系铝料：33％；10系铝料：16％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；其中，
1系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.5％；Cu：0.04％；Mg：0.03％；Mn：0.05％；Zn：0.02％；Fe：0.5％；Ti：0.04％；Ni：0.03％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.6％；Cu：0.2％；Mg：0.2％；Mn：1.1％；Zn：0.12％；Fe：0.4％；Ti：0.02％；Ni：0.02％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.5％；Cu：0.25％；Mg：5.1％；Mn：0.4％；Zn：0.1％；Fe：0.7％；Ti：0.02％；Ni：0.02％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：13％；Cu：3.5％；Mg：0.4％；Mn：0.3％；Zn：0.9％；Fe：1.5％；Ti：0.05％；Ni：0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：10％；Cu：0.1％；Mg：0.3％；Mn：0.25％；Zn：0.06％；Fe：0.3％；Ti：0.16％；Ni：0.01％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分检测结果如下：
V：0.1％；Ti：0.2％；Ni：0.25％；Li：0.001％；Mg：6.3％；Mn：2.0％；Pb：0.15％；Ca：0.1％；Fe：2.6％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
制备方法的步骤为：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的8％投入高炉中熔化成铝液；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化以使硅和铜与铝液混合，熔化过程中温度控制在900℃，搅拌3次，每次搅拌1分钟；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在760℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氮气对铝液喷粉精炼两次，每次精炼使用的精炼剂为1.5kg/吨铝液；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至820℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置20分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对铝锭进行检测分析，本实施例中所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：15.1％；Cu：4.6％；Mg：0.55％；Mn：0.15％；Zn：0.45％；Fe：0.7％；Ni：0.15％；P：0.011％；Ti：0.04％；Ca：0.005％；Al：77.9％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
对制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为290Mpa；
低倍硬度检测：硬度为98HBW；
断口检查：组织细密，断口晶粒1级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸50微米。
实施例二
一种曲轴箱用铝锭，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：8％；3系铝料：8％；5系铝料：3％；9系铝料：39％；10系铝料：18％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；其中，
1系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.2％；Cu：0.01％；Mg：0.01％；Mn：0.01％；Zn：0.01％；Fe：0.5％；Ti：0.01％；Ni：0.005％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.7％；Cu：0.18％；Mg：0.2％；Mn：0.95％；Zn：0.08％；Fe：0.6％；Ti：0.02％；Ni：0.01％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.3％；Cu：0.08％；Mg：4.2％；Mn：0.4％；Zn：0.05％；Fe：0.52％；Ti：0.03％；Ni：0.01％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：10％；Cu：3.2％；Mg：0.4％；Mn：0.2％；Zn：0.7％；Fe：0.68％；Ti：0.04％；Ni：0.12％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：7.5％；Cu：0.1％；Mg：0.3％；Mn：0.03％；Zn：0.05％；Fe：0.2％；Ti：0.11％；Ni：0.02％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分检测结果如下：
V：0.08％；Ti：0.05％；Ni：0.25％；Li：0.0001％；Mg：6.0％；Mn：1.0％；Pb：0.15％；Ca：0.05％；Fe：2.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％。
制备方法的步骤为：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的14％投入高炉中熔化成铝液；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化以使硅和铜与铝液混合，熔化过程中温度控制在880℃，搅拌1次，每次搅拌3分钟；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在730℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氮气对铝液喷粉精炼两次，每次精炼使用的精炼剂为1.2kg/吨铝液；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至790℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置10分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对铝锭进行检测分析，本实施例中所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：14.8％；Cu：4.55％；Mg：0.59％；Mn：0.14％；Zn：0.42％；Fe：0.65％；Ni：0.06％；P：0.01％；Ti：0.032％；Ca：0.002％；Al：78.6％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
对制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为295Mpa；
低倍硬度检测：硬度为99HBW；
断口检查：组织细密，断口晶粒1级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸48微米。
实施例三
一种曲轴箱用铝锭，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：10％；3系铝料：9％；5系铝料：4％；9系铝料：33％；10系铝料：20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；其中，
1系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：0.5％；Cu：0.03％；Mg：0.03％；Mn：0.23％；Zn：0.01％；Fe：0.46％；Ti：0.05％；Ni：0.02％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：1.0％；Cu：0.1％；Mg：0.15％；Mn：1.2％；Zn：0.1％；Fe：0.2％；Ti：0.05％；Ni：0.11％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：3.0％；Cu：0.1％；Mg：3.9％；Mn：0.16％；Zn：0.25％；Fe：0.58％；Ti：0.12％；Ni：0.07％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：7％；Cu：3.0％；Mg：0.3％；Mn：0.2％；Zn：1.5％；Fe：1.0％；Ti：0.14％；Ni：0.09％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分检测结果如下：
Si：8.6％；Cu：0.07％；Mg：0.1％；Mn：0.24％；Zn：0.05％；Fe：0.13％；Ti：0.07％；Ni：0.05％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分检测结果如下：
V：0.05％；Ti：0.12％；Ni：0.13％；Li：0.0001％；Mg：6.5％；Mn：2.0％；Pb：0.12％；Ca：0.03％；Fe：2.7％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
制备方法的步骤为：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的11％投入高炉中熔化成铝液；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化以使硅和铜与铝液混合，熔化过程中温度控制在890℃，搅拌2次，每次搅拌2分钟；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在750℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氩气对铝液喷粉精炼两次，每次精炼使用的精炼剂为1.4kg/吨铝液；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至800℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置15分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对铝锭进行检测分析，本实施例中所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
Si：14.9％；Cu：4.4％；Mg：0.53％；Mn：0.14％；Zn：0.43％；Fe：0.73％；Ni：0.06％；P：0.009％；Ti：0.034％；Ca：0.004％；Al：79.1％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
对制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为305Mpa；
低倍硬度检测：硬度为96HBW；
断口检查：组织细密，断口晶粒1级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸42微米。
对比例一
本对比例的铝锭与实施例一中的曲轴箱用铝锭的配方、配比和制备方法基本相同，不同之处仅在于：
本对比例中铝锭的原料不使用铝磷合金，本对比例中铝锭的原料如下：1系铝料：12％；3系铝料：10％；5系铝料：5％；9系铝料：33％；10系铝料：16％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝钛硼合金：0.5％；
本对比例的制备方法中不存在变质处理，本对比例的步骤S7为：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至820℃，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对本对比例中制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为275Mpa；
低倍硬度检测：硬度为92HBW；
断口检查：组织细密，断口晶粒1级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸85微米。
对比例二
本对比例的铝锭与实施例二中的曲轴箱用铝锭的配方、配比和制备方法基本相同，不同之处仅在于：
本对比例中铝锭的原料不使用铝钛硼合金，本对比例中铝锭的原料如下：1系铝料：8％；3系铝料：8％；5系铝料：3％；9系铝料：39％；10系铝料：18％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.5％；
本对比例的制备方法中不存在细化处理，本对比例的步骤S7为：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至790℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置10分钟，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对本对比例中制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为280Mpa；
低倍硬度检测：硬度为94HBW；
断口检查：断口晶粒2级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸36微米。
对比例三
本对比例的铝锭与实施例三中的曲轴箱用铝锭的配方、配比和制备方法基本相同，不同之处仅在于：
本对比例中铝锭的原料不使用铝磷合金和铝钛硼合金，本对比例中铝锭的原料如下：1系铝料：10.5％；3系铝料：9％；5系铝料：4％；9系铝料：33％；10系铝料：20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；
本对比例的制备方法中不存在变质处理和细化处理，本对比例的步骤S7为：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至800℃，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
对本对比例中制备得到的铝锭进行测试，结果如下：
拉力试棒(热处理)：抗拉强度为278Mpa；
低倍硬度检测：硬度为92HBW；
断口检查：断口晶粒2级；
金相监测：初生硅分散均匀，尺寸细小，平均尺寸79微米。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种曲轴箱用铝锭，其特征在于，它由以下原料经过合金化、精炼、变质和细化后得到，原料的组分及各组分质量百分比如下：
1系铝料：8～12％；3系铝料：8～10％；5系铝料：3～5％；9系铝料：30～40％；10系铝料：15～20％；12系铝料：5％；硅：15％；铜：3.5％；铝磷合金：0.4％；铝钛硼合金：0.1％；以上组分总计100％；其中，
1系铝料的化学成分如下：
Si≤1.5％；Cu≤0.05％；Mg≤0.05％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.6％；Ti≤0.05％；Ni≤0.05％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
3系铝料的化学成分如下：
Si≤2.0％；Cu≤0.3％；Mg≤0.3％；0.3％<Mn≤2％；Zn≤0.15％；Fe≤0.6％；Ti≤0.15％；Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
5系铝料的化学成分如下：
Si≤5.0％；Cu≤0.3％；3.0％<Mg≤6.0％；Mn≤0.6％；Zn≤0.5％；Fe≤0.8％；Ti≤0.2％；Ni≤0.2％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
9系铝料的化学成分如下：
5.0％<Si≤15％；0.65％<Cu≤5.0％；Mg≤0.5％；Mn≤0.6％；0.5％<Zn≤2.5％；Fe≤1.5％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
10系铝料的化学成分如下：
6.0％<Si≤13％；Cu≤0.1％；Mg≤0.4％；Mn≤0.3％；Zn≤0.1％；Fe≤0.3％；Ti≤0.2％；Ni≤0.1％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
12系铝料的化学成分如下：
V≤0.1％；Ti≤0.2％；Ni≤0.3％；Li≤0.01％；Mg≥6.0％；Mn≤3.0％；Pb≤0.2％；Ca≤0.1％；Fe≥2.0％，其余为铝和不可避免的杂质，总计100％；
所述曲轴箱用铝锭的最终化学成分及各化学成分的质量百分比如下：
14.5％≤Si≤16％；4.3％≤Cu≤4.8％；0.5％≤Mg≤0.6％；0.1％≤Mn≤0.3％；0.3％≤Zn≤0.7％；0.6≤Fe≤0.8％；0.05％≤Ni≤0.15％；0.006％≤P≤0.015％；0.03％≤Ti≤0.08％；Ca<0.007％；75％≤Al≤81％，其余为不可避免的杂质，总计100％。
2.一种如权利要求1所述的曲轴箱用铝锭的制备方法，其特征在于，方法的步骤中含有：
S1：按原料的组分及各组分质量百分比备料，将备料中的铝料的8～14％投入高炉中熔化成铝液；
S2：对铝液进行取样分析并至少对铝液中Fe、Ni和Mg三种元素的含量进行调整；
S3：将备料中的硅和铜投入高炉中熔化；
S4：将备料中剩下的铝料投入高炉中以使高炉中的铝液降温并将铝液的温度控制在730～760℃；
S5：根据成分控制要求至少对铝液中Si、Cu、Fe和Zn的含量进行调整；
S6：使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少一次；
S7：对精炼后的铝液取样并在针孔合格后将铝液加热升温至790～820℃，然后将备料中的铝磷合金作为变质剂加入铝液中，变质后静置10～20分钟，然后将备料中的铝钛硼合金作为细化剂加入铝液中，然后取样成分、针孔合格后铸造得到铝锭。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S3中熔化硅和铜时温度控制在880～900℃，熔化过程中搅拌3次，每次搅拌1～3分钟。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S6中，使用精炼剂采用氮气或氩气对铝液喷粉精炼至少两次，直到铝液中Ca的含量小于0.007％。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，每次精炼使用的精炼剂控制在1.2～1.5kg/吨铝液。
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