專利名稱：高硅鋁合金缸套材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬合金及其制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐熱、耐磨、低膨脹系數(shù)的高硅鋁合金缸套材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)動機配缸間隙決定和影響著發(fā)動機功率密度、廢氣壓力、燃油消耗以及燃油經(jīng)濟性指標的重要參數(shù)。鑄鐵、鋼缸套材料與活塞鋁合金材料熱物理性能相容性差，難于進一步縮小配缸間隙，不能高效經(jīng)濟的解決高功率密度、高經(jīng)濟性發(fā).動機動力技術(shù)問題。而高硅鋁合金缸套與活塞鋁合金材料熱物理性能相容性好，可以顯著地縮小配缸間隙，可解決或克服鑄鐵、鋼缸套的缺點與不足。
高硅鋁合金的摩擦機理是軟基體上分布高硬度質(zhì)點相，質(zhì)點相越細小、分布越均勻，其摩擦學(xué)性能越好；過渡族合金元素含量越高，對摩擦學(xué)性能和高溫性能越有益。英國專利GB972095分布的一種高硅鋁合金缸套材^1"含銅、鎳、鐵、錳等過渡族元素，但含量低，將使合金耐高溫性能與摩擦學(xué)性能不足，而且采用壓鑄成形方法難以獲得細小均勻的高硬度化合物質(zhì)點相以及高硅質(zhì)點，還將造成加工性能差等問題。英國專利GB2302695、歐洲專利EP367229及美國專利PS4155756、 4938810公布的不含鎳、鐵、錳等過渡族元素，且硅含量過高，將使該種合金高溫、室溫力學(xué)性能嚴重過低，且這幾份專利均采用粉末冶金工藝，還將造成制造成本高以及力學(xué)性能均勻性差等缺點。
而中國專利CN00124660.7、 CN200510048662.7公開的合金及噴射沉積制造方法，顯示出所制備材料組織的優(yōu)越性，但存在所制造的材料脆性大，室溫、高溫力學(xué)性能不高等缺點與問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，進行多元合金化設(shè)計與制造，提供一種綜合性能先進的新型高硅鋁合金缸套材料及其制備方法。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)
一種高硅鋁合金缸套材料，其特征在于該高硅鋁合金缸套材料各組分按重量百分比處理為Si: 18.0% 25.0%; Fe: 3.5o/o 6.0o/o; Ni: 1% 2%; Cu: 1.5% 3.0%;Mg: 0.5% 1.0%; Mn: 0.5% 1.5%; V: 0.1% 0.5%; Sr: 0.05% 0.15%;Al:余量。
所述的高硅鋁合金缸套材料各組分的優(yōu)選成分按重量百分比處理為Si: 20.52%; Fe: 5.11%; Ni: 1.88%; Cu: 2.52%; Mg: 0.73%; Mm 1.22%;V: 0.35%; Sr: 0.1%; Al:余量。
高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于該方法包括下列步驟
① 成分設(shè)計與精確配料
成分設(shè)計各組分按重量百分比處理為Si: 18.0% 25.0%; Fe: 3.5% 6.0%;
Ni: 1% 2%; Cu: 1.5% 3.0%; Mg: 0.5% 1.0%; Mn: 0.5% 1.5%; V: 0.1% 0.5%; Sn 0.05% 0.15%; Al:余量；精確配料按照本發(fā)明的合金，采用鋁硅、
鋁鐵、鋁鎳、鋁銅、鋁錳、鋁釩、鋁鍶中間合金以及純鋁、純鎂爐料，進行定量
配料；
② 熔煉、覆蓋與精煉
采用中頻電磁感應(yīng)爐熔煉，熔煉時硅、鐵、鎳、銅、錳、釩、鍶以鋁中間合
金形式加入，加入熔化后調(diào)整鋁液溫度為72(TC士10'C，加入鋁、鎂爐料；
覆蓋劑的加入，保護鋁液避免氧化燒損，分別在裝爐、熔煉、加鎂及澆注時
均勻撒入覆蓋劑，避免液體金屬裸露；
精煉處理，調(diào)整鋁液溫度74(TC 780'C，加入2 6%的以氯化鉀一氯化鎂
為基礎(chǔ)成分的熔劑，對合金液進行攪拌、凈化，使鎂不被燒損，去除合金中氧化
物和有害氣體；
③ 噴射沉積
在中頻熔煉爐進行合金熔煉、除氣與凈化處理，澆注到漏斗與導(dǎo)流嘴中控制導(dǎo)流，進入噴射沉積霧化器中霧化沉積，產(chǎn)生高度霧化的高速半固態(tài)濺射流，高速濺射沉積到底盤接收設(shè)備上，通過底盤向下的移動速度、旋轉(zhuǎn)速度以及與霧化
器的擺角的偶合，制備成不同直徑大小的圓形錠坯；金屬導(dǎo)流澆注參數(shù)
澆注溫度760 860°C金屬流量6 8Kg/min噴射沉積參數(shù)掃描速度20.9 23.3Hz;氣體流量16 23NmVmin; 氮氣壓力6.5 9.5ato; 噴射高度670 730mm; 沉積坯接收參數(shù)
接收底盤旋轉(zhuǎn)速度2.45 3.16r/S; 接收底盤移動速度0.57 0.70mm/s;
④ 擠壓加工
切割下料成要求的擠壓坯，加熱到擠壓溫度，保溫一定時間，送入到擠壓機 中，在擠壓沖頭和芯軸共同作用下，擠壓成形厚壁管材； 擠壓參數(shù) 擠壓比14 17;
擠壓速度1.2 1.5m/min;. 擠壓溫度420 480。C;
⑤ 熱處理
將高硅鋁合金管坯及材料放在熱處理爐中進行固溶處理與時效處理； 固溶處理參數(shù)
固溶溫度480 535'C; 保溫時間1.0 2.5h; 熱水淬火溫度60 100'C; 時效處理參數(shù) 時效溫度160 220'C; 保溫時間6.0 12.0h;
⑥ 機加工與絎磨加工 潤滑冷卻劑煤油；
缸套機械成型加工刀頭合金鋼或金剛石刀頭； 缸套內(nèi)表面珩磨加工刀頭硬質(zhì)合金珩磨頭。
所述的覆蓋劑采用5%KCl + 25%NaCl + 70%CaC12組合的覆蓋劑，或采用 40-60%MgCl+40-60%KC1組合的覆蓋劑，其加入量為總爐料量的2%-5%。 所述的噴射沉積中的優(yōu)選金屬導(dǎo)流澆注參數(shù)為 澆注溫度780 820°C 金屬流量6.5 7Kg/min;噴射沉積參數(shù)-掃描速度22.3 23.3Hz; 氣體流量20 23NmVmin; 氮氣壓力7.5 8.5atm; 噴射高度700 720mm; 沉積坯接收參數(shù)-
接收底盤旋轉(zhuǎn)速度2.45 2.78r/s; 接收底盤移動速度0.57 0.60mm/s。 所述的擠壓加工中優(yōu)選擠壓參數(shù)為 擠壓比16;
擠壓速度1.3 1.4m/min; 擠壓溫度430 450。C。 所述的熱處理中優(yōu)選固溶處理參數(shù)為 固溶溫度510 52(TC;
保溫時間2 2.5h;
熱水淬火溫度60 70°C; 時效處理參數(shù) 時效溫度165 175°C;
保溫時間7.30 8.30h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明材料及方法制造的高硅鋁 合金缸套材料及制品具有高的綜合力學(xué)性能特點，優(yōu)越于鑄鐵缸套材料的力學(xué)性 能特點；摩擦學(xué)性能優(yōu)越于鋼、鑄鐵缸套材料；與活塞鋁合金相容性好。
本發(fā)明的高硅鋁合金發(fā)動機缸套制備技術(shù)特點之一是采用噴射沉積制造工 藝，而噴射沉積是高硅鋁合金制備中的主要手段，比粉末冶金工藝與壓鑄工藝優(yōu) 越，制造的缸套制品可沿用鑄鐵缸套加工設(shè)備及工藝條件加工。也可設(shè)計與制造 適用于高硅鋁合金加工的專用珩磨頭，其缸套加工面質(zhì)量與使用效應(yīng)將更為優(yōu) 越。


圖1為本發(fā)明材料制備的噴射霧化沉積工藝裝置圖； 圖2為本發(fā)明材料擠壓加工工藝裝置圖； 圖3為本發(fā)明材料熱處理爐中工藝裝置圖；圖4為本發(fā)明材料制造的發(fā)動機缸套結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
包含在本發(fā)明中的高硅鋁合金缸套材料，其金屬元素主要為鋁、硅、鐵、鎳、 錳、銅、鎂、釩、鍶等元素。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Si的含量為18.0% 25.0%;其作用是提高合金耐磨性能 與熱物理性能，并對力學(xué)性能提高有益。在同時含鎂時，作為Mg2Si析出相起強 化作用，為最大化發(fā)揮Mg的強化效果，應(yīng)有過剩硅存在。此外，過剩硅的作用 是形成細小、分布均勻的硅晶體顆粒，對耐磨性能作用極大。采用噴射沉積技術(shù) 可開發(fā)硅為17 19%、 19 22%、 25 27%或更高硅的高硅鋁合金材料。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Fe的含量為3.5Q/。 6.0n/。；其作用機理是形成細小、分布 均勻的復(fù)合相化合物，對提高耐磨性能、高溫力學(xué)性能與熱物理性能有益。但鐵 對合金成形工藝性能、變形加工性能帶來難度，因此必須控制一定量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Ni的含量為1% 2%;其作用是形成細小、分布均勻的 耐高溫金屬間化合物相，對提髙耐磨性能與高溫力學(xué)性能有益，因此必須控制一 定量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選01的含量為1.5% 3.0%;其作用是形成細小、分布均勻 的銅鎂金屬間化合物相，提高合金的力學(xué)性能，但高溫時銅化合物相有粗化傾向， 因此必須控制一定量。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Mg的含量為0.5% 1.0%;其作用是與硅、銅形成時效 析出相提高合金的力學(xué)性能，對合金塑性提高有利，但加入量過多會影響高溫性 能等。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Mn的含量為0.5% 1.5%;其作用是與鐵、硅、鋁等形 成化合物相，對耐磨性能與高溫力學(xué)性能以及熱物理性能改善有有益影響，并改 善鐵相化合物形態(tài)，使之有益于提高合金的綜合力學(xué)性能。
在本發(fā)明中，優(yōu)選￥的含量為0.1% 0.5%;其作用是細化合金組織以及高
溫時阻礙晶界遷移，抑制組織粗化。
在本發(fā)明中，優(yōu)選Sr的含量為0.05% 0.15%;其作用是去除鐵相的有害作 用以及對共晶硅、初晶硅細化變質(zhì)作用。在去除鐵的有害作用中其作用原理與錳 不同，主要改變含鐵相的析出形態(tài)，使之由粗大棒狀、針狀相直接由鑄態(tài)轉(zhuǎn)變成 漢字狀，這對合金力學(xué)性能有益。
鋁是合金中的基體元素，其含量受合金化元素加入量約束。
10高硅鋁合金缸套的制備方法
①成分設(shè)計與精確配料按照本發(fā)明合金的成分配方進行精確配料。在配料 方法上，對硅、鐵、鎳、錳、銅、釩、鍶等高熔點合金元素，采用中間合金的方 法，進行配料，以便于能將這些高熔點合金元素加入到低熔點的鋁中，即以 Al-40%Si、 Al-30%Fe、 Al-20%Ni、 Al-50%Cu、 Al-15%Mn、 A1-15%V、 Al-10%Sr 中間合金的爐料形式進行配料。鎂熔點與鋁相近以純金屬爐料的方式進行配料。 在以中間合金的爐料方式配料后，鋁量不足時，將以純鋁爐料的方式補足。
如圖4所示，為本發(fā)明的高硅鋁合金缸套結(jié)構(gòu)形式，但不局限于此結(jié)構(gòu)?？?借助鑄鐵、鋼缸套加工機床與條件加工；也可采用常規(guī)機械加工設(shè)備與缸套專用 珩磨加工機床加工。加工成如圖4所述的缸套結(jié)構(gòu)形式，但不限于此。缸套可采
用壓入或鑲鑄的方式與缸體(未示出)緊配合裝配，并通過與缸蓋(未示出)和 活塞(未示出)三者形成在燃油或燃氣爆壓下的功能關(guān)系，使活塞在受迫運動下
推動曲軸(未示出)作功，輸出動力。借助132mm缸徑單缸發(fā)動機試驗裝置(未 示出)進行爆壓、爆溫下的機械負荷、熱負荷試驗考核及檢測。
本發(fā)明圖l的噴射霧化沉積工藝裝置中的l一中頻熔煉爐，2_漏斗，3—導(dǎo) 流嘴，4一霧化器，5—濺射流，6—錠坯，7—底盤接收設(shè)備。
圖2的擠壓加工工藝裝置中的8—擠壓沖頭，9一擠壓機，IO—擠壓坯，11 —芯軸，12—厚壁管材。
圖3的熱處理工藝裝置13—熱處理爐，14一鋁合金管坯及材料。
圖4為以本發(fā)明制備工藝制造的發(fā)動機缸套零件圖。
測試用樣品件采用
1、 高硅鋁合金厚壁管材解剖，切取圓形拉伸試樣；
2、 高硅鋁合金厚壁管材解剖，切取熱物理性能測試試樣；
3、 高硅鋁合金厚壁管材解剖，切取摩擦學(xué)性能測試試樣；
4、 圖4所示樣品件。
實施例1、實施例2及實施例3
采用本發(fā)明材料及上述制備方法制造的本發(fā)明材料及制品具有的特點在于
表1各實施例化學(xué)分析(wt%)
實施例SiFeNiCuMgMnVSrAl
實施例124.164.191.901.820.961.400.160.09余量
實施例219.223.731.631.950.610.640.310.11余量
11實施例3 20.52 5.11 1.88 2.52 0.73 1.22 0.35 0.15 余量
以實施例3為例子做配料計算
1) 實施例3的化學(xué)成分如下
Si: 20.52%; Fe: 5.11%; Ni: 1.88% ; Cu : 2.52%; Mg : 0.73%; Mn: 1.22%; V: 0.35%; Sr: 0.1%; Al:余量的鋁合金。
2) 按裝爐100公斤爐料，進行配料計算 則需要各合金元素量為
Si: 20.52公斤；Fe: 5.11公斤；Ni: 1.88°/。公斤；Cu : 2.52公斤；Mg : 0.73公斤；Mn:1.22公斤；V: 0.35公斤；Sr: 0.1公斤；
Al:余量為100公斤-上述合金元素的總代數(shù)和(32.43公斤)，為67.57公斤。
3) 因硅、鐵、鎳、錳、銅、釩、鍶采用中間合金的爐料形式加入。因此，必 須轉(zhuǎn)換成中間合金的加入量。貝U:
① 要加入20.52公斤Si ，則需要加入Al-40%Si中間合金爐料為 20.52公斤/40%=51.3公斤;將帶進Al量為51.3 -20.52=30.78公斤。
② 要加入5.11公斤Fe，則需要加入Al-30%Fe中間合金爐料為
5.11公斤/30%=17.03公斤；將帶進A1量為17.03-5.11 = 11.92公斤。 同理可計算出加入Ni、、 Cu、 Mn、 V、 Sr的量。
③ 需要要加入Al-20%Ni中間合金爐料為9.4公斤，將帶進Al量為7.52公
斤；
④ 需要要加入Al-50%Cu中間合金爐料為5.04公斤，將帶進Al量為2.52公
斤；
⑤ 需要要加入Al-15%Mn中間合金爐料為8.13公斤，將帶進Al量為6.91 公斤；
⑥ 需要要加入A1-15%V中間合金爐料為2.33公斤，將帶進Al量為1.98公
斤；
⑦ 需要要加入Al-10%Sr中間合金爐料為1.00公斤，將帶進Al量為0.99公斤。
4) 需要補加的A1為
因100公斤合金中需要Al量為67.57公斤；
而上述采用中間合金的形式加入硅、鐵、鎳、錳、銅、釩、鍶帶進的鋁量為 (30.78 + 11.92+7.52+2.52+6.91 + 1.98+0.99) =62.62公斤。
12.57公斤-62.62公斤=4.95公斤。
5)到此為止全部爐料計算完畢，則應(yīng)向爐中加入的爐料
Al-40%Si中間合金爐料為51.3公斤；
Al-30%Fe中間合金爐料為17.03公斤；
Al-20%Ni中間合金爐料為9.4公斤；
Al-50%Cu中間合金爐料為5.04公斤；
Al-15%Mn中間合金爐料為8.13公斤；
A1-15%V中間合金爐料為2.33公斤；
AM0%Sr中間合金爐料為1.00公斤；
需要補加的純A1為4.95公斤；
需要加入的純Mg為0.73公斤(沒考慮燒損問題，是理論加入量)。 則總加入量驗證為51.3 + 17.03 + 9.4 + 5.04 + 8.13+2.33 + 1.00+4.95 + 0.73
=99.91公斤(因計算中有小數(shù)點后面的省略,造成計算結(jié)果不是100公斤,這里的
誤差為0.09公斤,屬于精度范圍內(nèi))
表2各實施例力學(xué)性能特點
實施例試驗溫度Rm/N/腿2A/%
實施例1常溫4902.5
4952.5
250 °C3403.5
3203.0
實施例2常溫5004.0
5103.0
250°C3403.0
3504.0
實施例3吊她5303.0
5653.3
250。C3553.6
3603.3
實施例4
采用本發(fā)明材料及制備方法制造的實施例3材料及缸套樣品件,所具有的特 點在于
13其熱物理性能特點
1) 熱導(dǎo)率
室溫25。C時，85W/m/k;高溫250'C時，100W/m/k。
2) 膨脹系數(shù)
室溫25。C時，15X10—61/°C;高溫200。C時，16.85X 10力。C。 高溫300。C時，17.99X10—61/°C。
3) 密度
室溫25。C時，2.86g/cm3。
其模擬發(fā)動機工況條件，在燃油爆壓機械應(yīng)力作用下的摩擦學(xué)性能特點:
表3模擬發(fā)動機工況條件的往復(fù)摩擦磨損試驗數(shù)據(jù)
摩擦配副測量項測量次數(shù)平均值
第一次第二次第三次高硅鋁合金(條) 65Mn (栓)摩擦系數(shù)0.140.160.140.15
磨損率/(x 10_10g/m.N條~0.621.85-1.770.180
栓2.241.620.540.147
高硅鋁合金(條) 高鎳鑄鐵(栓)摩擦系數(shù)0.140.140.14
磨損率/(x 10"Vm,N條0.7700細0.430
栓1.8500扁1.270
42MnCr52 (條) 65Mn (栓) (工況條件摩擦 副)摩擦系數(shù)0.160.16
磨損率/(x l(r10g/m.N條1.2301.23
栓0.0000.000
注明1)按最大爆發(fā)壓力17MPa計算，加載壓力800N，加載時間6小時 的往復(fù)摩擦磨損試驗數(shù)據(jù)。2) 65Mn、高鎳鑄鐵為現(xiàn)行發(fā)動機活塞環(huán)材料， 42MnCr52為現(xiàn)行發(fā)動機缸套材料。
在132mm缸徑單缸發(fā)動機試驗裝置上，按照單缸功率55KW，燃油爆壓 15-17MPa作用下，進行50小時試驗驗證。其特點
1) 缸套工作面磨損量測試表明，磨損量測不出，無明顯肉眼可見磨損劃痕， 尺寸在測量工具誤差內(nèi)；
2) 油耗，在轉(zhuǎn)速2100r/min下，為216.14g/kWh(相應(yīng)用鑄鐵的為221.4g/kWh)
3) 廢氣壓力，在轉(zhuǎn)速2100r/min下，為1.35mmHg(相應(yīng)用鑄鐵的為1.55mmHg)
權(quán)利要求
1、一種高硅鋁合金缸套材料，其特征在于該高硅鋁合金缸套材料各組分按重量百分比處理為Si18. 0％～25.0％；Fe3.5％～6.0％；Ni1％～2％；Cu1.5％～3.0％；Mg0.5％～1.0％；Mn0.5％～1.5％；V0.1％～0.5％；Sr0.05％～0.15％；Al余量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高硅鋁合金缸套材料，其特征在于所述的高硅鋁合金缸套材料^"組分的優(yōu)選成分按重量百分比處理為Si: 20.52%; Fe: 5.11%; Ni: 1.88%; Cu: 2.52%; Mg: 0.73%; Mn: 1.22%; V: 0.35%; Sr: 0.1%; Al:余量。
3、 一種如權(quán)利要求1所述的高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于該方法包括下列步驟① 成分設(shè)計與精確配料成分設(shè)計各組分按重量百分比處理為Si: 18.0% 25.0%; Fe: 3.5% 6.0%;Ni: 1% 2%; Cu: 1.5% 3.0%; Mg: 0.5% 1.0%; Mn: 0.5% 1.5%; V: 0.1% 0.5%; Sr: 0.05% 0.15%; Al:余量；精確配料按照本發(fā)明的合金，采用鋁硅、 鋁鐵、鋁鎳、鋁銅、鋁錳、鋁釩、鋁鍶中間合金以及純鋁、純鎂爐料，進行定量 配料；② 熔煉、覆蓋與精煉采用中頻電磁感應(yīng)爐熔煉，熔煉時硅、鐵、鎳、銅、錳、釩、鍶以鋁中間合金形式加入，加入熔化后調(diào)整鋁液溫度為72(rc土icrc，加入鋁、鎂爐料；覆蓋劑的加入，保護鋁液避免氧化燒損，分別在裝爐、熔煉、加鎂及澆注時均勻撒入覆蓋劑，避免液體金屬裸露；精煉處理，調(diào)整鋁液溫度740°C 780°C，加入2 6%的以氯化鉀一氯化鎂 為基礎(chǔ)成分的熔劑，對合金液進行攪拌、凈化，使鎂不被燒損，去除合金中氧化 物和有害氣體；③ 噴射沉積在中頻熔煉爐(1)進行合金熔煉、除氣與凈化處理，澆注到漏斗(2)與導(dǎo) 流嘴(3)中控制導(dǎo)流，進入噴射沉積霧化器(4)中霧化沉積，產(chǎn)生高度霧化的高速半固態(tài)濺射流(5)，高速濺射沉積到底盤接收設(shè)備(7)上，通過底盤向下 的移動速度、旋轉(zhuǎn)速度以及與霧化器的擺角的偶合，制備成不同直徑大小的圓形錠坯(6);金屬導(dǎo)流澆注參數(shù)澆注溫度760 860°C 金屬流量6 8Kg/min 噴射沉積參數(shù) 掃描速度20.9 23.3Hz; 氣體流量16 23Nra7min; 氮氣壓力6.5 9.5atm; 噴射高度670 730rnm;沉積坯接收參數(shù)接收底盤旋轉(zhuǎn)速度2.45 3.16r/s; 接收底盤移動速度0.57 0.70mm/s;④ 擠壓加工切割下料成要求的擠壓坯(10)，加熱到擠壓溫度，保溫一定時間，送入到 擠壓機(9)中，在擠壓沖頭(8)和芯軸(11)共同作用下，擠壓成形厚壁管材 (12);擠壓參數(shù)-擠壓比14 17;擠壓速度1.2 1.5m/min; 擠壓溫度420 480°C;⑤ 熱處理將高硅鋁合金管坯及材料(14)放在熱處理爐(13)中進行固溶處理與時效 處理；固溶處理參數(shù) 固溶溫度480 535°C; 保溫時間1.0 2.5h; 熱水淬火溫度60 100。C;時效處理參數(shù)時效溫度160 220°C;保溫時間6.0 12.0h; ⑥機加工與珩磨加工 潤滑冷卻劑煤油；缸套機械成型加工刀頭合金鋼或金剛石刀頭； 缸套內(nèi)表面珩磨加工刀頭硬質(zhì)合金珩磨頭。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于所述的 覆蓋劑采用5%KCl+25%NaCl + 70%CaC12組合的覆蓋劑，或采用40-60%MgCl + 40-60%KCl組合的覆蓋劑，其加入量為總爐料量的2%-5%。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于所述的 噴射沉積中的優(yōu)選金屬導(dǎo)流澆注參數(shù)為澆注溫度780 820'C 金屬流量6.5 7Kg/rain; 噴射沉積參數(shù) 掃描速度22.3 23.3Hz; 氣體流量20 23NmVmin; 氮氣壓力7.5 8.5atm; 噴射高度700 720mm; 沉積坯接收參數(shù)接收底盤旋轉(zhuǎn)速度2.45 2.78r/s; 接收底盤移動速度0.57 0.60mm/s。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于所述的 擠壓加工中優(yōu)選擠壓參數(shù)為擠壓比16;擠壓速度1.3 1.4m/min; 擠壓溫度430 450°C。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高硅鋁合金缸套的制備方法，其特征在于所述的 熱處理中優(yōu)選固溶處理參數(shù)為固溶溫度510 520。C; 保溫時間2~2.5h; 熱水淬火溫度60 70°C;時效處理參數(shù)時效溫度165 175°C; 保溫時間7.30 8.30h。
全文摘要
高硅鋁合金缸套材料及其制備方法，其材料組分按重量百分比為Si18.0％～25.0％；Fe3.5％～6.0％；Ni1％～2％；Cu1.5％～3.0％；Mg0.5％～1.0％；Mn0.5％～1.5％；V0.1％～0.5％；Sr0.05％～0.15％；Al余量。其制備方法包括①成分設(shè)計與精確配料，精確配料采用中間合金進行定量配料；②熔煉、覆蓋與精煉；③噴射沉積；④擠壓加工；⑤熱處理；⑥機加工與珩磨加工。本發(fā)明的材料及制備方法使高硅鋁合金制品具有高的綜合力學(xué)性能特點，優(yōu)越于鑄鐵缸套材料的力學(xué)性能特點，摩擦學(xué)性能優(yōu)于鋼、鑄鐵缸套材料，與活塞鋁合金材料熱物理性能相容性好，可顯著縮小配缸間隙。本發(fā)明的制備特點是采用噴射沉積制造工藝，它是高硅鋁合金制備中的主要手段，比粉末冶金工藝和壓鑄工藝優(yōu)越，可采用常規(guī)加工設(shè)備及工藝條件。
文檔編號C22C21/02GK101457318SQ20081016387
公開日2009年6月17日 申請日期2008年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月20日
發(fā)明者孫庭富, 辛海鷹, 珉 郭 申請人:中國兵器工業(yè)第五二研究所