本发明属于一种新型铝合金的制造技术领域，具体涉及到一种活塞铸造铝合金的制备方法。
技术背景
发动机好比是汽车的”心脏“，而活塞则可以理解为是发动机的“中枢”，除了身处恶劣的工作环境外，它还是发动机中最忙碌的一个，不断的进行着从下止点到上止点、从上止点到下止点的往复运动，吸气、压缩、做工、排气......活塞的内部为掏空设计，更像是一个帽子，两端的圆孔连接活塞销，活塞销连接连杆小头，连杆大头则与曲轴相连，将活塞的往复运动转化为曲轴的圆周运动。如果活塞环的安装不当或密封性不好，就会导致缸壁上的机油上窜至燃烧室与混合气一起燃烧，引起烧机油现象。若活塞环与缸壁的配合间隙过小或活塞环因积碳被卡死在环槽内等情况，活塞做上下的往复运动时，很可能会将气缸壁刮伤，长时间后会在气缸壁上形成很深的沟纹，也就是常说的“拉缸”现象。气缸壁有了沟纹，密封性不良，同样会造成烧机油的情况。因此，活塞作为汽车发动机中传递能量的一个非常重要的构件，对其材料具有特殊的要求：密度小、质量轻、热传导性好、热膨胀系数小；并具有足够的高温强度、耐磨和耐蚀性能、尺寸稳定性好。另外还应具有容易制造、成本低廉的特点。当前，作为活塞材料，常用的铝合金大体可分为以下四类：(1)铝-铜-硅系合金；(2)铝-铜-镍-镁系合金；(3)铝-硅-镍-镁系合金；(4)过共晶铝-硅系合金。此外，当前的活塞行业变质处理用量最大的Al-Si合金，对其变质目前主要有两类变质剂：含钠变质剂和含磷变质剂。用磷变质处理的共晶Al-Si合金活塞由于大量细小初晶硅的出现，其耐磨性大大提高，使用寿命得到较大提高。因此，在活塞变质处理时多采用含磷变质剂。该类变质剂主要是以赤磷、磷盐或铜一磷中间合金等形式加入。赤磷存在燃点低(240℃)，变质时反应剧烈，产生大量的烟雾，且有毒。环境污染严重的缺点，但变质效果还是不错的。磷盐加入量大，污染环境，且产生大量的反应渣，铝液烧损较严重。变质效果不稳定，废品率高。磷铜中间合金加入到铝液中后易偏析，不适于反射炉用。
目前，我国生产的活塞用铝合金材料性能不够稳定，自行研制的发动机活塞的性能同美国、东欧和日本等发达国家相比，还存在一定的差距。
技术实现要素：
本发明的目的就是克服上述方法的不足而提供全新的一种活塞铸造铝合金的制备方法。具体包括：该铝合金是由铝锭、铜元素、镁元素、硅元素、镍元素、铬元素、铁元素、锰元素、锌元素、钛元素、铅元素、锡元素组成。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种活塞铸造铝合金的制备方法，其特征在于：该铝合金锭是由铝锭、铜元素、镁元素、硅元素、镍元素、铬元素、铁元素、锰元素、锌元素、钛元素、铅元素、锡元素组成；
具体实施方式如下：
1、原料组成及配比：铜元素1-1.3％、镁元素1.2-1.5％、硅元素11.25-12.75％、镍元素1.0-1.4％、铬元素0.10％、铁元素0.30％、锰元素0.10％、锌元素0.10％、钛元素0.05％、铅元素0.05％、锡元素0.10％，其余为铝锭。
2、生产方法及过程：配料计算→原料除杂、去污→炉子清理→烘干→装料→熔化铝锭→加镍元素、铬元素、铁元素、锰元素、锌元素、钛元素、铅元素、锡元素、铜元素→第一次扒渣→加硅元素、镁元素→在720-780度下熔炼→喷吹精炼→第二次扒渣→加高磷合金型变质剂→提温至760-800度→搅拌均匀→取样分析→静置保温、放料、过滤→铸棒→锯切→成品。
其中，所述的铝锭是铝含量≤99.80％的重熔用铝锭。
本发明具有如下优点：
1、本发明所提出的活塞铸造铝合金制备时其组分组成科学合理，配方简单，容易实施。
2、通过实施本发明，将镍、铬、铁、锰等11种元素融合铸造铝合金里，使合金的性能能得到显著提升和稳定质量。
3、目前，活塞行业变质处理用量最大的Al-Si合金，对其变质目前主要有两类变质剂：含钠变质剂和含磷变质剂。用磷变质处理的共晶Al-Si合金活塞由于大量细小初晶硅的出现，其耐磨性大大提高，使用寿命得到较大提高。因此，在活塞变质处理时多采用含磷变质剂。该类变质剂主要是以赤磷、磷盐或铜一磷中间合金等形式加入。赤磷存在燃点低(240℃)，变质时反应剧烈，产生大量的烟雾，且有毒。环境污染严重的缺点，但变质效果还是不错的。磷盐加入量大，污染环境，且产生大量的反应渣，铝液烧损较严重。变质效果不稳定，废品率高。磷铜中间合金加入到铝液中后易偏析。不适于反射炉用。通过实施本发明，变质剂的选择主要从细化效果、变质时效以及对活塞抗腐蚀性和合金熔炼过程环保状况来选择变质剂，由于赤磷、磷盐变质剂污染环境且铝液烧损较严重，采用高磷合金型变质剂进行变质处理。该中间合金含磷量可达4.O％～5.5％，含有可直接作为初晶硅的异质晶核核心的ALP化合物，加入量小，无污染，反应渣极少，磷吸收率稳定，对炉衬、坩埚和工具无腐蚀作用，延长炉衬和坩埚使用寿命，加入量可准确控制，降低了合金的损耗，提高了合金的实收率，是一种绿色环保型的变质剂。
4、通过实施本发明，不但节约了熔化铝锭所需的能耗，而且减少了铝的烧损，提高了原材料的利用率；同时，也减少了铝锭熔化过程中的废渣、废气的排放，保护了环境，经济效益和社会效益极为显著，在活塞行业和其它铝行业具有推广和借鉴价值。
5、通过实施本发明，直接添加铜、镁、硅、镍替代中间合金，减少能耗，降低成本。
6、通过实施本发明，铝合金的熔化、扒渣、精炼、变质等各个阶段都有各个条件的优化组合。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的方法进一步说明。
一种活塞铸造铝合金的制备方法，其特征在于：该铝合金是由铝锭、铜元素、镁元素、硅元素、镍元素、铬元素、铁元素、锰元素、锌元素、钛元素、铅元素、锡元素组成。
具体实施方式如下：
1、原料采集：
(1)铝锭：选择铝锭是铝含量≤99.80％的重熔用铝锭为原料；
(2)硅元素：尽量用铁钙含量较低的金属硅，有利于控制杂质或没必要增加不利于活塞制造的其他成份；
(3)铜元素：选择电解铜为原料；
(4)变质剂：铝合金变质处理，选择用高磷合金型变质剂，不要用钠盐变质，因纳盐变质活塞保管周期下降以及在表面处理时极易出现腐蚀；
2、原料组成及配比：铜元素1.2％、镁元素1.3％、硅元素12％、镍元素1.2％、铬元素0.10％、铁元素0.30％、锰元素0.10％、锌元素0.10％、钛元素0.05％、铅元素0.05％、锡元素0.10％，其余为铝锭；
3、工艺方法步骤如下：
(1)配料计算：根据批量生产需要将上述原料进行按量配料；
(2)原料除杂：用刷子将原料的表面杂物清理干净，再用风、或氮气吹干净；
(3)去污：带有油漆、油污的原料表面尽量用刮刀等清除干净；
(4)炉子清理：熔炼炉如有有害杂质要清理干净；
(5)烘干：将炉子烘干至无水分残留；
(6)装料：在炉灶底部装入铝锭；
(7)熔化铝锭：继续加热至温度达到690-730度，使熔池内的铝锭全部熔化；
(8)添加各元素：依次往熔池内添加镍元素、铬元素、铁元素、锰元素、锌元素、钛元素、铅元素、锡元素、铜元素，并搅拌均匀；
(9)第一次扒渣：铝合金在制作过程中要用清渣剂进行打渣，尽量打清渣子，否则活塞厂家熔炼就会出现含渣量高，具体是在熔体表面均匀撒0.1-0.2％无钠清渣剂，然后进行第一次扒渣；
(10)添加其他元素：继续依次加硅元素和镁元素，并在720-780度下继续熔炼；
(11)喷吹精炼：当炉料全部熔化时，保持熔池内处理温度为680-750度，然后加入0.1-0.15％的精炼剂进行精炼，精炼剂加入时是用氮气将精炼剂吹入熔炉内，吹氮气注意波浪不高于15厘米；
(12)第二次扒渣：：在熔体表面均匀撒0.1-0.2％无钠清渣剂，然后进行第二次扒渣；
(13)变质处理：加入0.2-0.4％的高磷合金型变质剂进行变质处理；
(14)提温：将熔池内温度提升至760-800度；
(15)搅拌均匀；
(16)取样分析；
(17)静置保温、放料、过滤；
(18)铸棒：按照常规的方法铸成棒；
(19)成品：根据需要将铝棒锯切成成品。