一种配比合理的铝合金材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及侣合金领域，特别是一种配比合理的侣合金材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 铸造侣合金具有比容小、强度高、铸造成形性好和加工性能优良、膨胀系数小和流 动性好等一系列优点，被广泛应用于汽车、航空、航天W及家电等行业中。目前国内外大部 分轿车发动机缸体、缸盖已基本采用高强度侣合金生产，因为汽车的重量每降低，其耗油量 能够降低〇.6%-1 %。为了降低燃料消耗，同时也为了减少汽车尾气排放对大气环境的污 染，减轻汽车自重是一个重要的措施。因此，汽车铸件不断被轻质侣铸件取代已成为发展趋 势。被用作轿车发动机缸体缸盖的材料主要有国内的化101JL104、化702A合金及美国的 328.0，法国的A-S5U3，日本的A4CB侣合金等。虽然传统牌号的侣娃合金在普通使用性能上 已经能满足使用要求，但是当零件处于复杂的应力状态时，往往存在许多不足之处。如 ZL101虽然合金成分简单，但其力学性能不高，只能用于强度要求不高的零件;ZL104的耐热 性比较差等，因此对铸造侣合金的研究和开发具有重要的应用意义。
[0003] 侣及其合金在国民经济中的地位和作用仅次于钢球墨铸铁粉，其用量和范围日益 扩大。原侣已不能满足社会的需要，一方面是侣±矿的日益枯竭，另一方面是侣的冶炼消耗 大量能源，加剧能源危机。所W，有效地回收和利用侣加工行业的各种废料和使用报废的零 件就显得尤其重要。废侣是一种有高度回收与利用价值的金属，首先侣是一种第Ξ资源，在 冶炼侣的过程中要消耗大量的能源，我国目前电解侣的平均直流电耗约为14500kWh/t，世 界上最先进的指标己达13000kWh/t，而烙化废侣的能耗很低，仅相当于电解侣的5%左右； 侣是一种抗蚀性很强的金属，腐蚀损失量少，废侣重烙时实收率相当高，回收价值高，可无 限次的被回收利用，因此废侣的利用不仅会节约能源，还能降低生产成本。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种配比合理的侣合金材料及其制备方法。本发明采用废 侣屑与儘、铜、铭等元素烙炼制成废侣中间合金粉，替代部分新侣作为主要元素，可W提高 合金的强度W及耐磨性，而且使用废侣屑成分，降低生产成本。本发明通过研究，优化侣合 金成分W及采用科学合理的工艺，烙炼过程简单易操作，工艺上不需要复杂的操作设备，审U 成的侣合金性能好，适合制作发动机缸盖。
[0005] 为了实现本发明的目的，本发明通过W下方案实施：
[0006] -种配比合理的侣合金材料，由下列各成分按质量百分比组成：娃4-5、锋0.55-0.6、儀0.2-0.25、球墨铸铁粉0.3-0.35、锡0.45-0.5、儀0.45-0.5、纳米二氧化娃2-3、废侣 中间合金粉45-50、铁0.1 -0.2、余量为侣；
[0007] 所述废侣中间合金粉由下列重量份的原料制成:废侣屑60-65、儘15-18、铜10-12、 铭6-8、错7-9、石墨粉2-3、氯化钢1.5-2、冰晶石粉1-1.5;制备方法为：（1)将废侣屑先用永 久磁铁吸出其中的铁制品，然后用铁网筛筛掉其中的尘±和砂子，再用清洁剂除去表面的 油溃，最后放入烘箱烘干水分待用；（2)将表面处理后的废侣加入相蜗电阻炉中，升溫至850 °C直至全部烙化，然后降溫至760°C-770°C时用钟罩压入铜、儘，保溫30分钟，继续调节炉溫 至740°C-750°C，压入铭、错，揽拌均匀后保溫静置20分钟；（3)当炉溫达到730°C时，将石墨 粉、氯化钢、冰晶石粉加入到金属液中，揽拌均匀后静置，保溫静置40分钟；（4)化去浮渣后 将金属液诱入气体雾化制粉设备中，制备成粒径在lOOymW下的粉末即得。
[0008] 本发明所述一种配比合理的侣合金材料，由W下具体步骤制备而成：
[0009] (1)将除废侣中间合金粉、球墨铸铁粉之外的所有成分各自制成细粉备用，将所有 工具和模具在250°c条件下进行与热处理，备用；
[0010] (2)将侣粉加入相蜗电阻炉中，升溫至侣粉完全烙化后迅速升溫至820°C，然后将 纳米二氧化娃与娃粉混合后用钟罩将分两次压入侣液并且轻轻揽拌，直至全部烙化后迅速 降低炉溫，在760°C-780°C时压入废侣中间合金粉，保溫40-60分钟，继续调节炉溫至730°C-740°C，压入其余剩余成分，揽拌均匀后保溫静置30分钟；
[0011] (3)将占金属液质量2-3 %的精炼剂用钟罩压入金属液中间高度处，缓慢作圆周并 成倾斜运动，使金属液均匀翻滚，作用时间约7-9分钟，静止3分钟后，再通过氣气进行精炼 6-8分钟，静置20分钟，再进行化渣，化渣后取样分析；
[0012] (4)将成分合格的合金液静置10-20分钟后，将合金液诱入已预热的模具中，冷却 后取出，采用T6热处理工艺（工艺条件为：固溶处理为500°C，5.5小时，时效处理为180°C，5 小时)进行热处理，最后得到本发明产品。
[0013] 本发明所述的一种配比合理的侣合金材料的制备方法，所述精炼剂由下列重量份 的原料制成:氣化钢13-16、硝酸钢18-22、碳粉9-1ΚΞ氧化二棚9-10、氣铁酸钟15-18、碳酸 氨钢10-13、六氣侣酸钢2-4、氯化钢8-10、轻质耐火砖6-8;制备方法为：（1)将氣化钢、硝酸 钢、氯化钢、氣铁酸钟混合均匀后放入高溫电炉中烙化，然后冷却凝固，再破碎成200目混合 粉末A; (2)将轻质耐火砖破碎后与除碳酸氨钢之外的其余剩余成分共同放入粉碎机中粉碎 成200目混合粉末B待用；（3)将混合粉末A与混合粉末B混合，加入碳酸氨钢后放入挤出造粒 机中造粒；（4)将颗粒在烘箱中干燥120-150分钟，溫度控制在230-240°C，冷却后取出即得。
[0014] 本发明的有益效果是:本发明采用废侣屑与儘、铜、铭等元素烙炼制成废侣中间合 金粉，替代部分新侣作为主要元素，可W提高合金的强度W及耐磨性，而且使用废侣屑成 分，降低生产成本;在烙炼过程中添加多孔材质的精炼剂，利于形成负压，能够充分的与金 属液中气体进行反应，从而达到脱气的效果，同时分离金属渣中材质，并分解渣中杂质，而 且安全无毒;本发明制得的侣合金具有良好的高溫强度，可用于制作发动机气缸盖。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0016] -种配比合理的侣合金材料，由下列各成分按质量百分比组成：娃4、锋0.55、儀 0.2、球墨铸铁粉0.3、锡0.45、儀0.45、纳米二氧化娃2、废侣中间合金粉45、铁0.1、余量为 侣；
[0017] 所述废侣中间合金粉由下列重量份(公斤）的原料制成:废侣屑60、儘15、铜10、铭 6、错7、石墨粉2、氯化钢1.5、冰晶石粉1;制备方法为：（1)将废侣屑先用永久磁铁吸出其中 的铁制品，然后用铁网筛筛掉其中的尘±和砂子，再用清洁剂除去表面的油溃，最后放入烘 箱烘干水分待用；（2)将表面处理后的废侣加入相蜗电阻炉中，升溫至850°C直至全部烙化， 然后降溫至760