CZ20002066A3 - Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru - Google Patents
Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20002066A3 CZ20002066A3 CZ20002066A CZ20002066A CZ20002066A3 CZ 20002066 A3 CZ20002066 A3 CZ 20002066A3 CZ 20002066 A CZ20002066 A CZ 20002066A CZ 20002066 A CZ20002066 A CZ 20002066A CZ 20002066 A3 CZ20002066 A3 CZ 20002066A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- aluminum
- casting
- cylinder head
- engine block
- volume
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 21
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 14
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 claims description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- -1 aluminum-me3 Chemical compound 0.000 claims description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N aluminum iron Chemical compound [Al].[Fe] CYUOWZRAOZFACA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 2
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000914 Mn alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 22
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 22
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019018 Mg 2 Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017706 MgZn Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JJTJVUVSSNKMBH-UHFFFAOYSA-N [Zr+4].[V+5] Chemical compound [Zr+4].[V+5] JJTJVUVSSNKMBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3].[AlH3] VRAIHTAYLFXSJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N alumane;copper Chemical compound [AlH3].[Cu] JRBRVDCKNXZZGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N alumane;iron Chemical compound [AlH3].[Fe] KCZFLPPCFOHPNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc Chemical compound [Al].[Zn] FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021484 silicon-nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/24—Cylinder heads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
Description
(57) Anotace:
Popisuje se odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru z hliníkové slitiny z Si 6,80 až 7,20 % obj., Fe 0,35 až 0,45 % obj., Cu 0,30 až 0,40 % obj., Mn 0,25 až 0,30 % obj., Mg 0,35 až 0,45 % obj., Ni 0,45 až 0,55 % obj., Zn 0,10 až 0,15 % obj., Ti 0,11 až 0,15 % obj., zbytku hliníku a fází typu hliníknikl, hliník-měď, hliník-mangan, hliník- železo, stejně tak jako směsných fází. Hliníková slitina se při výrobě vnese do licí formy při teplotách 720 až 740 °C, přičemž hliníková slitina se podrobí ochlazení a rychlostí chlazení 0,1 až 10 K.s'
Po ochlazení na teplotu místnosti se provede tepelné zpracování za podmínek, kdy popouštěcí žíhání probíhá při 530 °C po dobu 5 hodin, prudké ochlazení ve vodě při 80 °C, stejně tak jako umělého stárnutí při teplotě 160až 200 °C po dobu 6 hodin.
Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru
Oblas t_te 2-G ίϊ£Σ
Vynález se týká odlitku hlayy válce a odlitku bloku motoru, sestávajícího z hliníkové slitiny následujícího složení: Si 6,80 až 7,20, Fe 0,35 až 0,45, Cu 0,30 až 0,40,Mn 0,25 až 0,30, Mg 0,35 až 0,45, Ni 0,45 až 0,55, Zn 0,10 až 0,15, Ti 0,11 až 0,15, zbytku hliníku jakož i nevyhnutelných nečistot, maximálně jednotlivých po 0,05, dohromady maximálně 0,15.
2°sayadní_stev_technik^
Vlastnosti hliníku závisí na celé řadě faktorů; při tom velmi důležitou roli hrají zejména p*idané nebo náhodně přítomné příměsi jiných prvků.
Hlavními prvky slitiny jsou : mě3 /Cu/, křemík /Si/, hořčíky/Mg/, zinek /Zn/, mangan /Mn/.
V menších množstvích jsou často přítomny nečistoty nebo p*ísady: železo /Fe/, chrom /Cr/, titan /Ti/. Pro speciální slitiny se používají přísady: nikl /Ni/, kobalt /Co/, stříbro /Ag/, lithium /Li/, vanad /V/„ zirkon /Zr/, cín /Sn/, olovo /Pb/, kadmium /Cd/, bismut /Bi/.
Všechny složky slitiny jsou zcela rozpustné v kapalném hliníku za vysokých teplot. Rozpustnost v pevném stavu za tvorby směsných krystalů je u všech prvků omezena; neexistuje Žádný systém slitiny s hliníkem,který by vykazoval řadu směsných krystalů ,která by byla úplná. Nerozpuštěné podíly tvoří ve struktuře slitiny vlasní fáze,
-2která se označují jako heterogenní součásti struktury. Často to jsou tvrdé a křehké krystaly, která samy o sobě sestávají z prvků / například u Si, Zn, Sn, Pb,
Cd, Bi/ nebo z metalických sloučenin s hliníkem /například Al2Cu, AlgMgp AlgMn, Al^Fe, Al^Cr, Al^Ni, AlLi/. K mezimetulickýmsloučeninám se ve sloučeninách se třemi nebo několika složkami řadí ještě intermetalické vzájemné sloučeniny přísad /například Mg2Si, MgZn2/, ternární fáze / například AlgFe2Si, AlgMg^Zn^, AlgCuMg/ a vyšší fáze. Tvorba směsných krystalů a vytvoření heterogenních součástí struktury /množství, velikost, tvar a rozdělení/ určují fyzikální, chemické a technologické vlastnosti slitiny. Rychlost difúze, snižující se s teplotou, má za následek, směsné krystaly s hliníkemmohou po rychlém ochlazení z vyšších teplot obsahovat rozpuštěné vyšší obsahy, než to odpovídá rovnováze při teplotě místnosti. V takových přesycených směsných krystalech mohou při teplotě místnosti nebo při mírně zvýšené teplotě probíhat pochody vylučování /nap*íklad za tvorby metastabilních fází/, které mohou mít značný vliv na vlastnosti. Difúzně málo aktivní prvky jako Mn se mohou p*i rychlém ztuhnutí z taveniny dokonce přesytit daleko přes maximální rovnovážnou rozpustnost. Toto přesycení se může zrušit žíháním při vysokých teplotách. Přísady se potom vylučují jako jemně disperzní. Nejčastěji se toto žíhání /Žíhání k vytvoření hrubého zrna/ používá také pro vyrovnání sjednocení krystalů.
Dále je krátce vysvětleno několik dvoulátkových a třílátkových systémů, důležitých pro praxi.
Hliník-mě3
V oblasti 0 až asi 53 % Cu je přítomný jednoduchý
-3eutektický dílčí systém s eutektikem okolo 33,2 % Cu a 547 °C. Maximální rozpustnost p*i eutektické teplotě v
FX -směsném krystalu je okolo 5,7 %. Rozpustnost klesá se snižující se teplotou a při 300 °C je již jen asi 0,45 Vylučováním z přesyceného směsného krystalu se mohou při středních teplotách tvořit metastabilní přechodové fáze.
Hliník-křemík
Systém je čistě eutektický s eutektikem okolo 12,5 %
Si a 577 °C. V -směsném krystalu je při této teplotě rozpustné 1,68 % Si. Při 300 °C je to ještě asi C,07 %. Krystalizace eutektického křemíku se dá ovlivnit malou přísadou /například sodíku nebo stroncia/. P^i tom dochází k podchlazení závislému na rychlosti tuhnutí a posunu koncentrace eutektického bodu.
Hliník-hořčík
Dílčí oblast od O až asi do 36 % Mg je eutektické. Eutektikum je asi okolo 34 % Mg a 450 °C. Při této teplotě je /maximální/ rozpustnost 17,4 % Mg. Při 300 °C je rozpustných asi 6,'6 při 100 °C asi 2,0 % Mgy oý-směsném krystalu. Nerozpuštěný Mg je ve struktuře nejčastěji přítomný jako β -fáze /AlgMgy'.
Hliník-zinek
Slitiny tvoří eutektický systém s eutektikem bohatým na zinek okolo 94,5 % a 382 °C. Ve zde zajímavé oblasti bohaté na hliník je okolo 275 °C ve směsném ol-krystalu rozpustných asi 31,5 % Zn. Rozpustnost je silně závislá na teplotě a okolo 200 °C se snižuje na 14,5 #, okolo 100 °C asi na 3,0 %.
Systémy hliník-mangan, hliník železo a hliník-nikl mají eutektikum při nižší koncentraci. Teplota tání se sni• · • · • · • · · · • · · · • · · · · ·
-4žuje jen velmi pomalu. S výjimkou manganu je rozpustnost v pevném stavu malá.
Z časopisu AFS Transaktion, svazek 61, 1998, stran 225 až 231 je známo, že se slévárenské slitiny hliníku a křemíku dají pro hlavy válců optimalizovat přídavkem mědi. Při tom se zvyšuje pevnost slitiny AlSi7Mg za tepla, pokud se k ní p*idá 0,5 až 1 % mědi, velmi významně, přičemž se současně zlepšila i mez tečení. Zlepšení mechanic kých pevností přináší ale současně zhoršení duktility, jakož i snížení odolnosti vůči korozi.
Po výrobě odlitků hlavy válců a odlitků bloku motoru litím je často neztytné vyrovnávací zpracování. U urči tých slitin dochází zde k problémům na základě p*íliš malé tvrdosti, nebol odlitky jsou na povrchu příliš měkké, takže p*i při obrábění mohou vzniknout jemné rýhy nebo zamazání.
Takovéto slitiny musí díle vykazovat vysokou tepelnou vodivost, aby se odlitky mohly používat pro oblast motorů
Slitiny pro písty s 12 % Si, které byly použity pro srovnání, nesplňují tyto požadavky, stejně tak jako obvykle používaná AlSi9Cu3 slitina.
Úlohou vynálezu proto je, uvést vhodnou slitinu s vysokou tepelnou vodivostí s odpovídajícím vytvoření struktury pro použití v odlitcích hlavy válců a odlitcích bloku motoru, která by měla vysokou odolnost vůči teplu, dobrou mez tečení jakož i dostatečnou duktilitu při současně malé náchylnosti ke korozi a současně s dobrou 0brobitelností·
Podst Tato úloha je podle vynálezu vyřešena znaky uvedenými v • ·
-5patentových nárocích.
Podle průzkumu vynálezců mají odlitky hlavy válců a odlitky bloku motoru, sestávající z hliníkové slitiny následujícího složení:
| Si | 6,80 | až | 7,20 |
| Fe | 0,35 | až | 0,45 |
| Cu | 0,30 | až | 0,40 |
| Mn | 0,25 | až | 0,30 |
| Mg | 0,35 | až | 0,45 |
| Ni | 0,45 | až | 0,55 |
| Zn | 0,10 | až | 0,15 |
| Ti | 0,11 | až | 0,15 |
| zbytku hliníku | jakož i nevyhnutelných nečistot, maximál- |
ně jednotlivých po 0,0ř, dohromady maximálně 0,15 obvzlátě vysokou mez tečení a odolnost vůči teplu, když jsou fáze typu hliník-nikl, hliník-měů, hliník-mangan, hliníkželezo a směsné fáze uvedených typů obsaženy v množství 1 až 3 % obj. a je zejména dodržen poměr Ni:Mg:Cu = 5:4:3,5 tepelná vodivost a duktilita jsou u odlitku hlavy válců a odlitku bloku motoru zlepšeny vytvořením struktury, sestávající se 40 až 55 % obj. z struktury matrice z -hliníku a při dodržení poměru Μη/Fe nejméně 0,7 : 1. Pokud prvky hliníkové slitiny jsou přítomny v následujících poměrech:
Sl : Fe : Cu = 7 : 0,4 : 0,35 Ni : Mg : Cu * 5 : 4 : 3,5 má odlitek hlavy válců a odlitek bloku motoru velmi dobré antikorozivní vlastnosti. Bylo zjištěno, Že odlitky hlavy válců a bloku motoru sé dají snáze obrábět a vykazují vyšší tvrdosti, když se vyrobí následujícím způsobem:
• · • ·
-6hliníková slitina se vnese při teplotách 720 až 740 °C do licí formy, poté se hliníková slitina podrobí ochlazování s rychlostí ochlazení 0,1 až 10 K s“1 a po ochlazení na teplotu místnosti se provádí tepelné zpracování, sestávající z popouštějícího žíhání při 53Ο °C po dobu 5 hodin, prudkého ochlazení ve vodě při 80 °C, jakož i umělého stárnutí při teplotě 160 až 200 °C po dobu 6 hodin.
P*íklady_provedení vynálezu
Dále je uvedeno několik příkladů provedení, ze kterých vyplývají přednosti zpracování, dané zvýšenou tvrdostí a s tím spojené lepší obrobitelnosti, jakož i menší nákloností ke korozi při zachovaných dobrých mechanických vlastnostech /tabulka 1/. Pro srovnání se slitinami podle vynálezu byla zkoušena slitina hliníku-křemíku-niklu, známá z Aluminium-Taschenbuch, 14. Auflage, strana 35. Z toho vyplynulo , že se zde mohla naměřit pouze malá tepelná vodivost v důsledku vysokých eutektických podílů.
Posouzení zpracovatelnosti je založeno na srovnání tvrdosti, p*iěemž jednotlivé hodnoty byly měřeny podle Brinella vtiskem. Pro slitiny podle vynálezu vyplynula tvrdost 100 až 105 HB v protikladu k 85 až 90 HB U srovnávané slitiny.
Obvzláště vysoké hodnoty tvrdosti se u slitiny podle vynálezu mohly dosáhnout speciálním kalením, které je definováno v nároku 4. Při tom byly dodrženy následující parametry:
teplota litíí 730 °C rychlost ochlazování asi 1 až 5 k/s popuštěcí žíhání 530 0 C po dobu 5 hodin prudké ochlazení ve vodě s teplotou 80 °C
-7umělé stárnutí při 180 °C po dobu 6 hodin
Srovnání korozivity se slitinou obsahující měň / 0,5 % mědi ze slit. 6/ ukázalo zřetelné zlepšení odolnosti vůči korozi / oproti stavu techniky/ a zejména oproti běžně používaným slitinám, například slitina ě. 5, která se až dosud používala pro výrobu odlitků válců a bloků motoru. Tedy vyšlo se z toho,
Že se pomocí slitiny podle vynálezu mohlo dosáhnout podstatné zlepšení vlastností působících proti korozi pomocí kompenzacemědi a niklu, přičemž pro příznivé vytvoření fází, to znamená maximální zaformování popři pádě zaoblení fází, typu hliník-měů a hořgík-křemík přispělo speciální tepelné zpracování, jak je výše uve děno a definováno v rozmezí obsahů v nároku 1.
Pro dosažené hodnoty tvrdosti neměly rozhodující význam jen samotné použité typy fází, nýbrž i jejích rozdělení a jemnost, stejně tak jako množství, měřeno v % obj. Množství se Určovalo kvantitativními analýzami obrazů oomocí statisticky rozdělených broušených ploch, typy fází byly zjišťovány pomocí zkoumání mikro sondami, zatím co slitinay odpovídající stavu techniky /tabulka 1/obsahovala pouze 0,5 % obj, fáze obsahující Cu, má slitina podle vynálezu jemně rozptýlené intermetalické fáze se středními dálkami maximálně 20 /um typu hliník-nikl, hliník-měů a hliník-železomangan, přičemž objemový podíl je nejméně 1 % obj., což lze považovat za podstatný základ pro zvyšování tepelné odolnosti. Jemnost jednotlivých typů fází se mohla ovlivnit stávající teplotou lití a podmínkami ochlazování· r-l
Tabulka
I o
P
O 4) Λί N +··· • · · · · · · · «φ. ·· «|· ··
| 1 | 1 •P 1 | IP | O | CM | o | IP | |
| P | w 1 | O | o | O | O | σ\ | 00 |
| > | O CQI | <—1 | i—1 | r—1 | H | ||
| p | Ό ffil |
•H
| 1 | & i l | 1 | ||||
| 1 | «· 1 1 | ip | ||||
| CaO 1 i | • · | |||||
| 1 | S l i | |||||
| <31 | ||||||
| Aíl | 1 1 | |||||
| >1 | 1 1 | |||||
| Pl | C II | c- | ||||
| P4 | S 1 1 | 1 | ||||
| 1 | *· 1 1 | o | ||||
| Ml | Φ 1 1 | ·· | ||||
| Cl | Pm 1 1 | rH | ||||
| ΦΙ | 1 1 | |||||
| Hl | 1 1 | |||||
| χυι | 1 1 | |||||
| ΌΙ | Φ 1 1 | |||||
| NI | Pm SJ 1 1 | 1 | ||||
| Ol | ·· O 1 1 | o | ||||
| Cl | •Η 1 1 | ·· | ||||
| 1 | W »· 1 1 | o | ||||
| 1 | 1 I | H | ||||
| 1 | 1 1 | rH | CM | Lf\ | CM | |
| 1 | 1 1 | rH | H | iH | rH | H |
| 1 | Η 1 1 | ·* | •s | |||
| 1 1 | Η 1 1 1 1 | o | o | o | o | o |
| 1 1 | 1 1 1 1 | o | ||||
| 1 | 1 1 | o | CM | o | IP | o- |
| 1 | 1 1 | H | H | H | i—1 | CM |
| 1 | C 1 1 | *» | ·* | ·* | ||
| 1 1 | CO 1 1 1 1 | o | o | o | o | o |
| 1 1 | 1 I 1 1 | o | ||||
| 1 | 1 1 | LP | 00 | CM | ip | H |
| 1 | 1 1 | Ό | IP | ip | O | |
| 1 | Η 1 1 | Λ | ||||
| 1 1 | S5 l i 1 1 | o | o | o | o | o |
| 1 1 1 | i 1 1 1 1 1 | ip | co | CM | ip | c— |
| 1 | 1 1 | co | co | M· | M· | CM |
| 1 | δβ I 1 | «Κ | V* | •K | ||
| 1 1 | S i i | o | o | o | o | o |
| 1 1 | 1 1 1 1 | o | ||||
| 1 | 1 1 | ip | M0 | 00 | o | CM |
| 1 | 1 1 | CM | CM | CM | CO | IP. |
| 1 | C II | ·* | ·» | |||
| I 1 | 1 1 | o | o | o | o | o |
| 1 1 1 | I 1 1 1 1 I | o | co | p- | o | o |
| 1 | 1 1 | co | CO | co | M- | |
| 1 | O 1 1 | ·>» | ||||
| 1 1 | O 1 1 1 1 | O | o | o | o | CM |
| 1 1 | 1 1 1 1 | O | ||||
| 1 | 1 1 | tr\ | 00 | H | ip | IP |
| 1 | 1 1 | co | co | 'M- | ||
| 1 | Φ 1 1 | ·* | *k | |||
| 1 I | Pm 1 1 1 1 | o | O | o | o | o |
| 1 1 | 1 1 | o | co | ί- | o | |
| 1 | 1 1 | co | Ch | ο | CM | 00 |
| 1 | 1 1 | «s | •K | «« | ||
| 1 | •rl 1 1 | MJ | c- | c- | 00 |
W
| H | CM | co | « | IP | |||||||
| Φ | • | Φ | Φ | Φ | 9 | c | • | ||||
| Γ-) | 9 | +J | i—1 | • | •p | H | • -P | H | 9 +> | k | +> |
| Ό | c | H | Ό | c | •rl | Ό | C Tt | Ό | C *H | o | •H |
| O | P | i—1 | o | £ | H | O | r’5 H | O | rH | P | i—1 |
| O | CQ | O. | CQ | <X | f> CQ | P | > W | m | CQ |
c
Claims (4)
- PATENTOVÍ NÁROKY1. Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru z hliníkové slitiny následujícího složení:
Si 6,80 až 7,20 Fe 0,35 až 0,45 Cu 0,30 až 0,40 Mn 0,25 až 0,30 Mg 0,35 až 0,45 Ni 0,45 až 0,55 Zn 0,10 aŽ 0,15 Ti 0,11 až 0,15 zbytku hliníku stejně tak jako nevyhnutelných nečistot, jednotlivě maximálně po 0,05, dohromady maximálně 0,15 a dále vyznačující se tím, že obsahuje nejméně 1 % obj- následujících fází typu hliník-nikl, hliník-mě3, hliník-mangan, hliník-železo a směsných fází uvedených typů» - 2. Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru podle nároku 1, vyznačující se tím, Že má následující strukturu:a/ 40 až 60 % obj. struktury matrice z Ú-hliníku, b/ 40 až 55 % obj. eutektické fáze hliníku-křemíku. c/ daláí fáze s 1 až 3 & obj. hliníku a podílů slitiny železa, mědi, hořčíku, niklu, křemíku a manganu.
- 3. Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se t í m, že prvky hliníkové slitiny jsou příto• fc · ·-10mny v následujících poměrech:a/ Si : Fe : Cu = 7 í 0,4 'í 0,35 b/ Fe : Μη = 1 : 0,7 c/ Ni: : Mg : Cu = 5 : 4 ί 3,5
- 4. Způsob výroby odlitků hlavy válce a odlitku bloku motoru podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, ře se θ/ hliníková slitina vnese p*i teplotách 720 až740 °C do licí formy b/ hliníková slitina se podrobí ochlazení·. . p*i teplotě chlazení 0,1 - 10 K s“^ c/ po ochlazení na teplotu místnosti se provede tepelné zpracování za následujících podmínek:popuštěcí žíhání po dobu 5 hodin p*i 53θ °C, prudkého ochlazení ve vodě p*i 80 °C, stejně tak jako umělého stárnutí při teplotě 160 až 200 °C po dobu 6 hodin.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19925666A DE19925666C1 (de) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | Zylinderkopf- und Motorblockgußteil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002066A3 true CZ20002066A3 (cs) | 2001-11-14 |
| CZ293797B6 CZ293797B6 (cs) | 2004-08-18 |
Family
ID=7910273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20002066A CZ293797B6 (cs) | 1999-06-04 | 2000-06-02 | Odlitek hlavy válce nebo odlitek bloku motoru z hliníkové slitiny a způsob jeho výroby |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6511555B2 (cs) |
| EP (1) | EP1057900B1 (cs) |
| AT (1) | ATE204026T1 (cs) |
| CA (1) | CA2310351C (cs) |
| CZ (1) | CZ293797B6 (cs) |
| DE (2) | DE19925666C1 (cs) |
| ES (1) | ES2163386T3 (cs) |
| MX (1) | MXPA00005392A (cs) |
| PL (1) | PL193871B1 (cs) |
Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10026626C5 (de) * | 1999-06-04 | 2006-10-05 | Vaw Aluminium Ag | Zylinderkopf- und Motorblockgußteil |
| US7407196B2 (en) | 2003-08-06 | 2008-08-05 | Swagelok Company | Tube fitting with separable tube gripping device |
| KR100427282B1 (ko) * | 2001-09-10 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 디젤 및 가솔린 알루미늄 실린더 헤드용 조성물 |
| AT411269B (de) * | 2001-11-05 | 2003-11-25 | Salzburger Aluminium Ag | Aluminium-silizium-legierungen mit verbesserten mechanischen eigenschaften |
| KR20030051051A (ko) * | 2001-12-20 | 2003-06-25 | 현대자동차주식회사 | 실린더헤드의 강도 및 고주파피로 특성이 개선된 합금조성물 |
| DE10222098B4 (de) * | 2002-05-17 | 2011-01-13 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Wärmebehandlung von einem Bauteil aus einer härtbaren Leichtmetalllegierung |
| FR2841164B1 (fr) * | 2002-06-25 | 2004-07-30 | Pechiney Aluminium | Piece moulee en alliage d'alluminium a haute resistance au fluage |
| US20050199318A1 (en) * | 2003-06-24 | 2005-09-15 | Doty Herbert W. | Castable aluminum alloy |
| DE10330400A1 (de) † | 2003-07-04 | 2005-01-20 | Alutec-Belte Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Abschrecken eines Gussteils |
| EP1524324B1 (en) * | 2003-10-17 | 2007-01-03 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Aluminum alloys for casting, aluminum alloy castings and manufacturing method thereof |
| US7087125B2 (en) * | 2004-01-30 | 2006-08-08 | Alcoa Inc. | Aluminum alloy for producing high performance shaped castings |
| DE102004013777B4 (de) * | 2004-03-20 | 2005-12-29 | Hydro Aluminium Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Gussteils aus einer AL/Si-Gusslegierung |
| CN1317410C (zh) * | 2005-03-09 | 2007-05-23 | 沈阳工业大学 | 一种耐磨、耐热高硅铝合金及其成型工艺 |
| US8083871B2 (en) | 2005-10-28 | 2011-12-27 | Automotive Casting Technology, Inc. | High crashworthiness Al-Si-Mg alloy and methods for producing automotive casting |
| CN100420544C (zh) * | 2005-11-11 | 2008-09-24 | 武汉重工铸锻有限责任公司 | 无帽口钢锭锻制柴油机的气缸盖的制造工艺 |
| US20080060723A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-13 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Aluminum alloy for engine components |
| DE102007012423A1 (de) * | 2007-03-15 | 2008-09-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Aluminium-Gusslegierung |
| DE102007033827A1 (de) | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Technische Universität Clausthal | Aluminium-Gusslegierung und deren Verwendung |
| US8636855B2 (en) * | 2009-03-05 | 2014-01-28 | GM Global Technology Operations LLC | Methods of enhancing mechanical properties of aluminum alloy high pressure die castings |
| DE102009032588A1 (de) * | 2009-07-10 | 2011-02-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines Gussbauteils |
| AT14019U1 (de) * | 2014-02-14 | 2015-02-15 | Amag Casting Gmbh | Gusslegierung |
| CN104962785A (zh) * | 2015-05-29 | 2015-10-07 | 柳州普亚贸易有限公司 | 抗氧化门窗用铝合金的制备方法 |
| CZ2015521A3 (cs) * | 2015-07-28 | 2016-12-14 | Univerzita J. E. Purkyně V Ústí Nad Labem | Hliníková slitina, zejména pro výrobu odlitků segmentů forem pro lisování pneumatik, a způsob tepelného zpracování odlitků segmentů forem |
| CN107923004B (zh) | 2015-08-13 | 2021-12-14 | 美铝美国公司 | 改善的3xx铝铸造合金及其制备方法 |
| KR101756016B1 (ko) * | 2016-04-27 | 2017-07-20 | 현대자동차주식회사 | 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 이를 이용하여 제조한 알루미늄 합금의 열처리 방법 |
| CN110218885B (zh) * | 2019-06-24 | 2020-08-14 | 广东工程职业技术学院 | 一种高强韧的挤压铸造铝合金及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53115407A (en) | 1977-03-17 | 1978-10-07 | Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk | Engine cylinder block and the manufacture thereof |
| US4419143A (en) | 1981-11-16 | 1983-12-06 | Nippon Light Metal Company Limited | Method for manufacture of aluminum alloy casting |
| US5571346A (en) | 1995-04-14 | 1996-11-05 | Northwest Aluminum Company | Casting, thermal transforming and semi-solid forming aluminum alloys |
| SE505823C2 (sv) * | 1995-10-10 | 1997-10-13 | Opticast Ab | Förfarande för framställning av järninnehållande aluminiumlegeringar fria från flakformad fas av Al5FeSi-typ |
-
1999
- 1999-06-04 DE DE19925666A patent/DE19925666C1/de not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-26 PL PL340325A patent/PL193871B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2000-05-27 AT AT00111448T patent/ATE204026T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-05-27 ES ES00111448T patent/ES2163386T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-27 DE DE50000009T patent/DE50000009D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-27 EP EP00111448A patent/EP1057900B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-31 CA CA002310351A patent/CA2310351C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-06-01 MX MXPA00005392A patent/MXPA00005392A/es active IP Right Grant
- 2000-06-02 CZ CZ20002066A patent/CZ293797B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-09-12 US US09/952,166 patent/US6511555B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL340325A1 (en) | 2000-12-18 |
| CA2310351A1 (en) | 2000-12-04 |
| PL193871B1 (pl) | 2007-03-30 |
| CZ293797B6 (cs) | 2004-08-18 |
| CA2310351C (en) | 2004-02-03 |
| ATE204026T1 (de) | 2001-08-15 |
| DE19925666C1 (de) | 2000-09-28 |
| DE50000009D1 (de) | 2001-09-13 |
| EP1057900A1 (de) | 2000-12-06 |
| EP1057900B1 (de) | 2001-08-08 |
| ES2163386T3 (es) | 2002-02-01 |
| US6511555B2 (en) | 2003-01-28 |
| MXPA00005392A (es) | 2002-06-04 |
| US20020053373A1 (en) | 2002-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20002066A3 (cs) | Odlitek hlavy válce a odlitek bloku motoru | |
| US4073667A (en) | Processing for improved stress relaxation resistance in copper alloys exhibiting spinodal decomposition | |
| CA1208042A (en) | Rhenium-bearing copper-nickel-tin alloys | |
| CA2574962A1 (en) | An al-si-mg-zn-cu alloy for aerospace and automotive castings | |
| CN113454257B (zh) | 镁合金、由所述镁合金制造的活塞和用于制造所述活塞的方法 | |
| US4847048A (en) | Aluminum die-casting alloys | |
| JP2007500793A (ja) | 高強度耐熱性強靭アルミニウム合金鋳物 | |
| US6676775B2 (en) | Recrystallization-hardenable aluminum cast alloy and component | |
| JP3448990B2 (ja) | 高温強度及び靭性に優れたダイカスト製品 | |
| KR20110038357A (ko) | 알루미늄합금 조성물 | |
| JP3430684B2 (ja) | 高温強度，耐摩耗性及び防振性に優れたダイカスト製内燃機関部品及びその製造方法 | |
| KR101935243B1 (ko) | 다이캐스트용 알루미늄 합금 및 이것을 사용한 알루미늄 합금 다이캐스트 | |
| JP2005187896A (ja) | 耐熱マグネシウム合金鋳造品 | |
| GB1569466A (en) | Method of obtaining precipitation hardened copper base alloys | |
| WO2006000307A2 (de) | Korrosionsbeständige kupferlegierung mit magnesium und deren verwendung | |
| JPH01272734A (ja) | 熱間加工用耐食性銅合金 | |
| DE10026626C5 (de) | Zylinderkopf- und Motorblockgußteil | |
| KR102746215B1 (ko) | 알루미늄 합금 | |
| JPS63235455A (ja) | 高強度銅合金の製造方法 | |
| JPS62207842A (ja) | 高強度アルミニウム合金 | |
| JP3915739B2 (ja) | 高温強度に優れた鋳造用アルミニウム合金 | |
| KR810002048B1 (ko) | 다이케스트용 내식성 Al 합금 | |
| JP4357714B2 (ja) | 高強度で耐食性に優れたダイカスト用アルミニウム合金 | |
| RU2793657C1 (ru) | Литейный алюминиевый сплав | |
| CZ5197A3 (en) | Alloy based on zinc, process for producing products from such alloy and the use of the alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080602 |