专利名称:共晶硅铜镁锰碲系活塞铝合金的制作方法
本发明属于铸造铝合金材料。
为了减轻发动机特别是汽车和飞机发动机的重量，往往采用铝合金来制造活塞。活塞的工作温度可达300℃～360℃左右，要求有相当高的强度。为了大量生产铸造铝合金的活塞，并要求达到组织緻密、强度高的目的，基本上都采用金属型铸造。这就要求活塞合金具有下列特点①适合于金属型铸造;②有一定的耐磨性，以便使活塞环槽不致因过分磨损而使活塞报废;③导热率尽量大，使温度不致升得太高;④线膨胀系数小，以使活塞与汽缸之间的间隙发生较小的变化，不致发生卡缸和耗油量大功率上不去的现象等等。
目前性能较好的、价格较便宜、使用很广泛的活塞合金是Al-Si类活塞合金，如我国的ZL108合金就是一种常用的活塞合金，它的主要化学成分为Si11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，其余为Al。国外相应的牌号有美国的SAE328(主要化学成分为Si11.0%～13.0%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.45%～1.0%，Mn0.5%～0.9%，其余为Al。)，西德的Mahle(除与ZL108相同成分外，还含有少量Ni与Ti)。
这种合金的主要优点是流动性好;无热裂倾向;气密性高;室温和高温机械性能良好;高的导热性和小的比重。其主要缺点是在熔炼过程中吸气倾向较大;高温和室温机械性能还不够高;耐磨性也不够理想;线膨胀系数虽然较小，但尚不如过共晶Al-Si类活塞合金的小。为了保持和进一步改善其优点、尽量减少缺点的不利影响，本发明在ZL108的基础上保持了它的主要化学成分，采用复合微合金化的主要技术措施，研制出了活塞铝合金。其室温及高温机械性能指标、线膨胀系数指标、耐磨性以及铸造性能均优于国内外同类牌号的活塞铝合金。
本发明的要点是在ZL108的基础上，相应地添加0.001%～0.200%的碲或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.30%的稀土元素或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.40%的锑。采用与ZL108完全相同的原材料与熔炼设备就可以配制出本发明合金。其化学成分的范围可控制在ZLAlSi12CuMgMnTeSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Re0.15%～0.30%，其余为Al;允许的杂质含量范围与ZL108相同。
ZLAlSi12CuMgMnTeReSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Re0.15%～0.30%，其余为Al;允许的杂质元素含量范围与ZL108相同。
ZLAlSi12CuMgMnTeSbSi11%～13%，Cu1.0%～2.0%，Mg0.4%～1.0%，Mn0.3%～0.9%，Te0.001%～0.200%，Sb0.15%～0.40%，其余为Al;允许的杂质元素含量范围与ZL108相同。
由于本发明合金中采用碲微合金化或碲加稀土元素或碲加锑复合微合金化，所以改善了合金在熔炼过程中的吸气倾向，使铸件针孔度减少，改善了组织，降低了线膨胀系数2×10-6/℃，提高了室温和高温机械性能;提高了耐磨性。
本发明的活塞铝合金无论室温的机械性能还是高温的机械性能均比ZL108合金及Mahle合金有较大幅度的提高。本发明合金还具备这样一些特点熔炼过程中不再需要用Na、Sr或P变质处理;熔炼和浇注过程中铝液表面氧化膜减少;加工后活塞表面的光洁度提高等。
本发明可适用于铸造高速柴油机等各类活塞，铸件的废品率低，性能好，也可以配制成合金铸锭。
权利要求
1.活塞铝合金，其化学成分中含有11%～13%的硅，1.0%～2.0%的铜，0.4%～1.0%的镁，0.3%～0.9%的锰，其余为铝，本发明的特征是在该合金中添加0.001%～0.200%的碲或添加0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.30%的稀土元素或0.001%～0.200%的碲和0.15%～0.4%的锑，作为合金化元素。
专利摘要
本发明合金是在ZL108合金的基础上，采用了碲微合金化或碲加锑复合微合金化或碲加稀土复合微合金化的技术措施而获得的。本发明合金与ZL108比较其最大特点在于改善了铸造性能；大幅度地提高了室温和高温机械性能；线膨胀系数有了明显减小，达到了含硅量为20％～22％的过共晶Al-Si系活塞合金的水平；提高了耐磨性。
文档编号C22C21/02GK85102454SQ85102454
公开日1986年4月10日 申请日期1985年4月1日
发明者黄金荣, 姜淑艳, 曹文龙 申请人:陕西机械学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan