专利名称：一种气缸盖用的高性能铸造铝合金的制作方法
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。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
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 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。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%。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%。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%。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%。
具体实施例方式下述为该合金制备工艺实施例子。实施例I :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。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；
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。夕卜，其余与实施例I相同。实施例3 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。夕卜，其余与实施例I相同。实施例1-3的效果如下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%。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；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。
权利要求
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%。
全文摘要
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Si7.5~9.5%；Cu2.0~3.5%；Mg0.16~0.21%；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%。
文档编号C22C21/02GK102808118SQ20121024547
公开日2012年12月5日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者庄益芬 申请人:芜湖永裕汽车工业有限公司