专利名称：新型铸造铝合金及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新材料及其制备方法，特别设计一种新型铸造铝合金及其制备方法。
背景技术：
随着人们的需求及对环境要求的提高，国家对现代的汽车发动机的要求也不断提高，要求现代的发动机(特别是中、小功率发动机)必须有高功率、高转速、低油耗、低排放及低噪声等要求，这对发动机零部件也提出了更高的要求。活塞作为发动机的心脏，工作环境非常恶劣(具有高温、高压、高磨擦等)。活塞的材料是活塞品质的基本载体，为了适应现代发动机的要求，只有活塞的材料的性能发生大幅度提升，其他应用的高新技术才能在此基础上得以充分体现；现有发动机活塞大多采用铸造铝合金ZL109材料，但是该材料的高温抗拉强度、弹性模量、热传导率、线性膨胀率、硬度等综合性能较差，使得发动机活塞工作性能受限，使用寿命较低。针对上述不足，需要对发动机活塞的材料进行改进，在发动机活塞恶劣的工作环境下，不仅提高其工作性能，而且还大大延长其使用寿命。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型铸造铝合金及其制备方法，所述新型铸造铝合金材料的综合力学性能显著提高，该新型铸造铝合金用于发动机活塞的制造，可以大大提高发动机活塞工作性能，还能大大延长活塞的使用寿命。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种新型铸造铝合金，按重量百分比包括11-13 % 的 Si、2-4 % 的 Cu、0. 5-1. 2% 的 Mg,2-3. 5 % 的 Ni、0. 08-0. 18 % 的 Ti 和 0. 1-0. 2%的V，其余为铝锭。进一步，所述铝锭牌号为A199. 50。本发明的技术方案还包括一种新型铸造铝合金的制备方法，包括以下步骤a、将熔炼炉干燥后，按权利要求1所述的配比取2-4%的铜和2_3. 5%的镍放入熔炼炉中，继续升温，至铜和镍熔化；b、加入铝锭先投入二分之一的铝锭，继续加热，待熔化后加入剩下的二分之一铝锭；C、当铝锭全部熔化至熔融状态时，按权利要求1所述的配比加入11-13%的硅粒， 搅拌，使硅粒表面完全覆盖铝液；d、加热升温，控制炉膛温度在850°C -900°C，当熔液变为橘黄色时，用渣瓢进行充分搅拌，确认硅粒和铜镍全部熔化后，控制在850°C进行保温1. 5-2小时；e、保温完毕后加入0. 5-1. 2%镁块和0. 08-0. 18%钛、0. 1-0. 2%钒，其中钛和钒必须以铝钛合金和铝矾合金的形式加入，而且钛和钒在铝钛合金和铝矾合金中的比例不能变化，另加0. 2-0. 4%出渣剂，10-15分钟后，搅拌铝液，再次确认铝液中的
权利要求
1.一种新型铸造铝合金，其特征在于按重量百分比包括11-13%的Si、2-4%的Cu、 0. 5-1. 2%的 Mg,2-3. 5%的 Ni、0. 08-0. 18%的 Ti 和 0. 1-0. 2%的 V，其余为铝锭。
2.根据权利要求1所述的新型铸造铝合金，其特征在于所述铝锭牌号为A199.50。
3.—种权利要求1所述新型铸造铝合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤a、将熔炼炉干燥后，按权利要求1所述的配比取2-4%的铜和2-3.5%的镍放入熔炼炉中，继续升温，至铜和镍熔化；b、加入铝锭先投入二分之一的铝锭，继续加热，待熔化后加入剩下的二分之一铝锭；c、当铝锭全部熔化至熔融状态时，按权利要求1所述的配比加入11-13%的硅粒，搅拌，使硅粒表面完全覆盖铝液；d、加热升温，控制炉膛温度在850°C-900°C，当熔液变为橘黄色时，用渣瓢进行充分搅拌，确认硅粒和铜镍全部熔化后，控制在850°C进行保温1. 5-2小时；e、保温完毕后加入 0. 5-1. 2%镁块和0. 08-0. 18%钛、0. 1-0. 2%钒，其中钛和钒以铝钛合金和铝矾合金的形式加入，而且钛和钒在铝钛合金和铝矾合金中的比例不能变化，另加0. 2-0. 4%出渣剂，10-15 分钟后，搅拌铝液，再次确认铝液中的硅、铜、镍和镁全部熔化，充分搅拌均勻。f、最后进行精炼、变质和除气处理，即可完成本发明新型铸造铝合金的制备。
4.根据权利要求3所述新型铸造铝合金的制备方法，其特征在于步骤e和f之间，还包括步骤6工化学成分分析e步骤中最后再次确认铝液中的硅、铜、镍和镁全部熔化，充分搅拌均勻之后，取试样进行化学成分分析。
全文摘要
本发明公开了一种新型铸造铝合金及其制造方法，所述新型铸造铝合金按重量百分比包括11-13％的Si、2-4％的Cu、0.5-1.2％的Mg、2-3.5％的Ni、0.08-0.18％的Ti和0.1-0.2％的V，其余为铝锭，所述铝锭牌号为Al99.50；本发明所述的新型铸造铝合金，与现有铸造铝合金ZL109相比较，综合力学性能大大提高，高温热疲劳强度提高了10％；所得铝合金经中国工程物理研究院环境实验中心铝合金拉伸性能试验检测，各项指标远远超过国家规定的合格标准。该新型铸造铝合金用于发动机活塞的制造，可以大大提高发动机活塞工作性能，还能大大延长活塞的使用寿命。
文档编号C22C1/03GK102181758SQ201110164489
公开日2011年9月14日 申请日期2011年6月17日 优先权日2011年6月17日
发明者袁云忠 申请人:重庆协成汽车零部件有限公司