本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种汽车发动机用铝合金及其制备方法。
背景技术：
发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。发动机的材料研究上，都在向高质量、高可靠性、重量轻、使用寿命长的方向发展，在保证材料性能的前提下，用铝合金代替部分钢铁件，能有效降低汽车重量，减少油耗，而目前我国发动机用铝合金在硬度、韧性和耐热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铝合金及其制备方法，铝合金具有良好的耐热性及硬度、韧性等力学性能，满足汽车发动机材料所需性能。
本发明提出了一种汽车发动机用铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.02～0.08％、ti：0.12～0.2％、v：0.12～0.2％、zr：0.1～0.2％、cu：2.5～3.2％、cr：0.1～0.18％、si：0.1～0.15％、ni：0.1～0.15％、cd：0.06～0.12％、sr：0.02～0.06％、la：0.08～0.15％、ce：0.05～0.12％，其余为al及不可避免的杂质。
优选地，其按质量分数包括以下组分：mg：0.03～0.06％、ti：0.14～0.18％、v：0.14～0.18％、zr：0.12～0.18％、cu：2.6～3％、cr：0.12～0.15％、si：0.12～0.14％、ni：0.12～0.14％、cd：0.08～0.1％、sr：0.03～0.05％、la：0.1～0.13％、ce：0.06～0.1％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出了一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中熔融，然后加入剩余金属材料进行熔炼，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭热处理，得到汽车发动机用铝合金。
优选地，s1中，先将铝锭加入熔炼炉中，在785～795℃熔融，然后加入剩余金属材料，在815～825℃熔炼1～1.5h，经浇注和挤压成型，得到铸锭。
优选地，s1中，先将铝锭加入熔炼炉中，在788～792℃熔融，然后加入剩余金属材料，在818～822℃熔炼1.2～1.4h，经浇注和挤压成型，得到铸锭。
优选地，s2中，将铸锭置于220～240℃保温2～3h，再升温至330～350℃保温1～1.5h，然后水冷至室温，静置1～1.5h，再在-140～-135℃保温3～5min，然后以1～2℃/min的升温速度升温至室温，静置4～5h，再在70～80℃水浴中静置1～1.5h，得到汽车发动机用铝合金。
优选地，s2中，将铸锭置于225～235℃保温2.2～2.8h，再升温至335～345℃保温1.2～1.4h，然后水冷至室温，静置1.2～1.4h，再在-138～-136℃保温3.5～4.5min，然后以1～2℃/min的升温速度升温至室温，静置4.2～4.8h，再在72～78℃水浴中静置1.2～1.4h，得到汽车发动机用铝合金。
本发明中通过控制铝合金中mg、ti、v、zr、cu、cr、si、ni、cd、sr、la、ce元素的含量并优化制备工艺，得到的铝合金具有良好的耐热性及硬度、韧性等力学性能，满足汽车发动机材料所需性能。其中，通过合理设置ti、v、zr、cu、cr、si、ni的含量，为本发明铝合金具有良好的拉伸强度、屈服强度、硬度、韧性及抗开裂性等力学性能奠定了基础，并且各组分配合，通过优化熔炼工艺，生成大量的强化相在本发明铝合金中呈弥散分布，有效改善本发明制品组织结构，同时细化合金晶粒，抑制再结晶，有效提高本发明制品耐热性及硬度、韧性等力学性能；再将铸锭进行热处理，合理选择工艺参数，先在高温下热处理，然后进行深冷处理，再水浴处理，进一步改善本发明制品微观组织结构，抑制枝晶偏析与开裂，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、韧性及抗疲劳性等性能。
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铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.02％、ti：0.2％、v：0.12％、zr：0.2％、cu：2.5％、cr：0.1％、si：0.15％、ni：0.1％、cd：0.12％、sr：0.02％、la：0.15％、ce：0.05％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中熔融，然后加入剩余金属材料进行熔炼，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭热处理，得到汽车发动机用铝合金。
实施例2
本发明提出的一种汽车发动机用铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.08％、ti：0.12％、v：0.2％、zr：0.1％、cu：3.2％、cr：0.18％、si：0.1％、ni：0.15％、cd：0.06％、sr：0.06％、la：0.08％、ce：0.12％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中，在785℃熔融，然后加入剩余金属材料，在815℃熔炼1.5h，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于220℃保温3h，再升温至330℃保温1.5h，然后水冷至室温，静置1h，再在-140℃保温3min，然后以1℃/min的升温速度升温至室温，静置5h，再在70℃水浴中静置1.5h，得到汽车发动机用铝合金。
实施例3
本发明提出的一种汽车发动机用铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.05％、ti：0.16％、v：0.16％、zr：0.15％、cu：2.8％、cr：0.15％、si：0.12％、ni：0.12％、cd：0.1％、sr：0.05％、la：0.12％、ce：0.08％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中，在790℃熔融，然后加入剩余金属材料，在820℃熔炼1.2h，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于230℃保温2.5h，再升温至340℃保温1.2h，然后水冷至室温，静置1.2h，再在-136℃保温4min，然后以1.5℃/min的升温速度升温至室温，静置4.5h，再在75℃水浴中静置1.2h，得到汽车发动机用铝合金。
实施例4
本发明提出的一种汽车发动机用铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.03％、ti：0.14％、v：0.14％、zr：0.18％、cu：2.6％、cr：0.12％、si：0.11％、ni：0.12％、cd：0.07％、sr：0.03％、la：0.1％、ce：0.06％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中，在795℃熔融，然后加入剩余金属材料，在825℃熔炼1h，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于240℃保温2h，再升温至350℃保温1h，然后水冷至室温，静置1.5h，再在-135℃保温5min，然后以2℃/min的升温速度升温至室温，静置4h，再在80℃水浴中静置1h，得到汽车发动机用铝合金。
实施例5
本发明提出的一种汽车发动机用铝合金，其按质量分数包括以下组分：mg：0.07％、ti：0.18％、v：0.18％、zr：0.12％、cu：3％、cr：0.16％、si：0.14％、ni：0.12％、cd：0.08％、sr：0.05％、la：0.12％、ce：0.1％，其余为al及不可避免的杂质。
本发明还提出的一种汽车发动机用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
s1、按质量分数称取金属材料，先将铝锭加入熔炼炉中，在792℃熔融，然后加入剩余金属材料，在822℃熔炼1.2h，经浇注和挤压成型，得到铸锭；
s2、将铸锭置于235℃保温2.2h，再升温至345℃保温1.2h，然后水冷至室温，静置1h，再在-138℃保温4min，然后以1.5℃/min的升温速度升温至室温，静置4h，再在75℃水浴中静置1.2h，得到汽车发动机用铝合金。
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。