本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材及其制备方法。
背景技术：
在世界汽车市场的激烈竞争中，各国都在向高质量、高可靠性、重量轻、节能、使用寿命长等方向发展，在材料方面表现为轻量化，用铝合金代替部分钢铁件，以达到汽车向高质量、低成本的发展要求。发动机是汽车的心脏，对汽车的性能起着重要影响，提高汽车发动机的材料性能具有实际意义，而目前汽车发动机用铝合金基体在耐高温和抗腐蚀性能方面还有待提高。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材及其制备方法，铝合金型材具有良好的力学性能及优异的耐高温和抗腐蚀性能，其使用寿命长，有效提高汽车发动机性能。
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：2.5～3.5％、mn：0.32～0.56％、cr：0.3～0.4％、zr：0.12～0.22％、b：0.1～0.2％、be：0.08～0.15％、mg：0.1～0.2％、zn：0.1～0.2％、si：0.25～0.4％、fe：0.1～0.25％、ti：0.12～0.28％、ni：0.08～0.15％、v：0.05～0.15％、la：0.08～0.14％、eu：0.02～0.08％、er：0.06～0.12％，其余为al及不可避免的杂质。
优选地，铝合金基体中，cu、zr、la之间的质量分数满足以下关系式：1.55％≤0.5×wcu+0.8×wzr+wla≤1.90％，其中，wcu、wzr、wla分别为cu、zr、la的质量分数。
优选地，铝合金基体中，cu、mn、cr之间的质量分数满足以下关系式：0.3％≤wcu+wmn+wcr≤0.5％，其中，wcu、wmn、wcr分别为cu、mn、cr的质量分数。
优选地，涂层的原料按重量份包括：25～40份tic、15～25份nio、10～20份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭热处理，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，再经热处理，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
优选地，s1中，将铝锭加入熔炼炉中，升温至765～800℃使之熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后降温至560～575℃，浇注，经挤压成型，得到铸锭。
优选地，s2中，将铸锭置于290～310℃下保温1.5～2.5h，再升温至400～420℃，保温3～3.5h，然后降温至180～200℃，保温0.5～1h，水冷至室温，静置2～3h，得到铝合金基体。
优选地，s3中，将铝合金基体清洗后预热至80～100℃，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，然后将涂层铝合金基体置于140～155℃下保温3.5～4h，再升温至190～210℃，保温0.5～1h，然后空冷至室温，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
本发明中通过合理控制铝合金型材中各组分含量并优化制备工艺，得到的铝合金型材具有良好的力学性能及优异的耐高温和抗腐蚀性能，且其使用寿命长，能有效提高汽车发动机性能。其中，通过设置cu、mn、cr三者的含量在0.3％～0.5％之间，为本发明铝合金型材具有良好的拉伸强度、硬度、韧性及抗开裂性等力学性能奠定了基础；再通过控制cu、zr、la在铝合金型材中的含量，并进一步优化cu、zr、la三者的含量使其质量分数满足1.55％≤0.5×wcu+0.8×wzr+wla≤1.90％，cu、zr、la配合具有协同作用，在本发明铝合金型材中生成弥散分布的al2cu、al3zr、alcula强化相，有效改善本发明制品组织结构，细化合金晶粒，抑制再结晶，有效提高本发明制品耐高温性及抗腐蚀性，并进一步改善本发明制品力学性能；再在铝合金基体制备过程中，优化热处理工艺，合理选择工艺参数，有效改善本发明制品中强化相析出的大小与分布，抑制枝晶偏析，细化组织结构，进一步改善本发明制品的抗拉强度、屈服强度、硬度、韧性等力学性能以及抗腐蚀与耐高温性；涂层中，优化等离子熔覆工艺，涂层在铝合金基体表面性能稳定，不易脱落和开裂，tic、nio、tio2分散性好，起到弥散强化和细晶强化的作用，有效改善本发明制品表层结构，使本发明制品具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和耐高温性；等离子熔覆后再进行热处理，合理设置各工艺参数，起到改善本发明制品组织结构，增大涂层与铝合金基体的相容性与结合强度，改善本发明制品综合性能，同时，本发明制品使用寿命较现有汽车发动机铝合金型材提高至少20％。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：2.5％、mn：0.32％、cr：0.4％、zr：0.12％、b：0.1％、be：0.08％、mg：0.2％、zn：0.1％、si：0.25％、fe：0.25％、ti：0.12％、ni：0.15％、v：0.05％、la：0.14％、eu：0.08％、er：0.06％，其余为al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：25份tic、25份nio、10份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭热处理，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，再经热处理，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
实施例2
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：3.5％、mn：0.56％、cr：0.3％、zr：0.22％、b：0.2％、be：0.15％、mg：0.1％、zn：0.2％、si：0.4％、fe：0.1％、ti：0.28％、ni：0.08％、v：0.15％、la：0.08％、eu：0.02％、er：0.12％，其余为al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：40份tic、15份nio、20份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至765℃使之熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后降温至560℃，浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于290℃下保温2.5h，再升温至400℃，保温3.5h，然后降温至200℃，保温0.5h，水冷至室温，静置3h，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热至100℃，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，然后将涂层铝合金基体置于140℃下保温4h，再升温至210℃，保温0.5h，然后空冷至室温，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
实施例3
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：3.2％、mn：0.45％、cr：0.34％、zr：0.18％、b：0.15％、be：0.12％、mg：0.15％、zn：0.15％、si：0.32％、fe：0.18％、ti：0.2％、ni：0.1％、v：0.1％、la：0.12％、eu：0.05％、er：0.09％，其余为al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：32份tic、18份nio、15份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至785℃使之熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后降温至570℃，浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于300℃下保温2h，再升温至410℃，保温3.2h，然后降温至190℃，保温0.8h，水冷至室温，静置2.5h，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热至90℃，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，然后将涂层铝合金基体置于150℃下保温3.8h，再升温至200℃，保温0.6h，然后空冷至室温，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
实施例4
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：2.8％、mn：0.4％、cr：0.32％、zr：0.14％、b：0.12％、be：0.14％、mg：0.12％、zn：0.12％、si：0.36％、fe：0.22％、ti：0.25％、ni：0.12％、v：0.12％、la：0.12％、eu：0.5％、er：0.1％，其余为al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：30份tic、18份nio、12份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至800℃使之熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后降温至575℃，浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于310℃下保温1.5h，再升温至420℃，保温3h，然后降温至180℃，保温1h，水冷至室温，静置2h，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热至80℃，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，然后将涂层铝合金基体置于155℃下保温3.5h，再升温至190℃，保温1h，然后空冷至室温，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
实施例5
本发明提出的一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材，由铝合金基体和包覆在铝合金基体表面的涂层组成，铝合金基体按质量分数包括以下组分：cu：3.2％、mn：0.5％、cr：0.38％、zr：0.2％、b：0.18％、be：0.1％、mg：0.18％、zn：0.18％、si：0.3％、fe：0.15％、ti：0.16％、ni：0.1％、v：0.08％、la：0.1％、eu：0.04％、er：0.07％，其余为al及不可避免的杂质；涂层的原料按重量份包括：35份tic、22份nio、16份tio2。
本发明还提出了一种汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、将铝锭加入熔炼炉中，升温至790℃使之熔融，然后将剩余各原料加入熔炼炉中熔融，检测各组分含量后降温至570℃，浇注，经挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于295℃下保温2.2h，再升温至405℃，保温3.2h，然后降温至195℃，保温0.6h，水冷至室温，静置2.5h，得到铝合金基体；
s3、将铝合金基体清洗后预热至85℃，经等离子熔覆得到涂层铝合金基体，然后将涂层铝合金基体置于145℃下保温3.6h，再升温至205℃，保温0.6h，然后空冷至室温，得到汽车发动机用耐高温抗腐蚀铝合金型材。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。