发动机机体用铝合金材料及其制备方法.pdf

本发明属于合金材料领域，公开了发动机机体用铝合金材料及其制备方法，所述的发动机机体材料包括Sc、Ga、Zr、Sr、Mo、Ni、Fe、Mg、余量为Al；制备方法如下：(1)将上述原料进行配料；(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保护，将熔炼炉内温度升高为630-660℃，保持温度固定情况下熔炼1h；(3)再将熔炼炉内温度调节升高至900-940℃，在保持温度固定熔炼2h；(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用铝合金材料。

权利要求书
1.  发动机机体用铝合金材料，其特征在于所述的发动机机体用 铝合金材料包括以下成分：


2.  发动机机体用铝合金材料的制备方法，其特征在于所述的制 备方法包括以下步骤：
(1)按质量百分比为Sc为0.5wt％-1.3wt％、Ga为0.4wt％-0.8wt％、 Zr为0.3wt％-0.9wt％、Sr为0.1wt％-0.5wt％、Mo为0.2wt％-0.6wt％、 Ni为5wt％-9wt％、Fe为5wt％-8wt％、Mg为4.2wt％-6.6wt％、余量为 Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为630-660℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至900-940℃，在保持温度固 定熔炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。

3.  根据权利要求2所述的发动机机体用铝合金材料的制备方 法，其特征在于所述的制备方法中Sc为0.7wt％-1.0wt％。

4.  根据权利要求2所述的发动机机体用铝合金材料的制备方 法，其特征在于所述的制备方法中Ga为0.5wt％-0.7wt％。

5.  根据权利要求2所述的发动机机体用铝合金材料的制备方 法，其特征在于所述的制备方法中Zr为0.4wt％-0.7wt％。

6.  根据权利要求2所述的发动机机体用铝合金材料的制备方 法，其特征在于所述的制备方法中Sr为0.2wt％-0.4wt％。

7.  根据权利要求2所述的发动机机体用铝合金材料的制备方 法，其特征在于所述的制备方法中Mo为0.3wt％-0.5wt％、Ni为 6wt％-8wt％、Fe为6wt％-7wt％、Mg为5.3wt％-6.0wt％。

说明书发动机机体用铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于合金材料领域，涉及一种发动机机体用铝合金材料及 其制备方法。
背景技术
发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成。发动机缸体材料应具 有足够的强度、良好的浇铸性和切削性，因此常用的缸体材料是铸铁、 合金铸铁。但铝合金的缸体使用越来越普遍，因为铝合金缸体重量轻， 导热性良好，冷却液的容量可减少。启动后，缸体很快达到工作温度， 并且和铝活塞热膨胀系数完全一样，受热后间隙变化小，可减少冲击 噪声和机油消耗。而且和铝合金缸盖热膨胀相同，工作可减少冷热冲 击所产生的热应力。铝的比重只有铁的三分之一，由铁向铝转换也 比较容易，所以把活塞、进气支管、气缸盖、盘轮等都采用了重量轻 的铝合金。美国和欧洲的车用发动机油箱等也将钢板改用为铝合 金。因此，未来汽车的发动机材料构成中，铝合金材料将成为缸体材 料的首选材料。
发明内容
要解决的技术问题：铝合金发动机机体材料的散热性能和机械性 能对发动机的使用有较大的作用，本发明的目的是提供一种导热系数 高、机体材料强度也较高的铝合金材料，来提高铝合金发动机机体的 使用寿命。
技术方案：本发明公开了发动机机体用铝合金材料及其制备方 法，所述的发动机机体用铝合金材料包括以下成分：

所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量百分比为Sc为0.5wt％-1.3wt％、Ga为0.4wt％-0.8wt％、 Zr为0.3wt％-0.9wt％、Sr为0.1wt％-0.5wt％、Mo为0.2wt％-0.6wt％、 Ni为5wt％-9wt％、Fe为5wt％-8wt％、Mg为4.2wt％-6.6wt％、余量为 Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为630-660℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至900-940℃，在保持温度固 定熔炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，所述的制备方法中 Sc为0.7wt％-1.0wt％。
所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，所述的制备方法中 Ga为0.5wt％-0.7wt％。
所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，所述的制备方法中 Zr为0.4wt％-0.7wt％。
所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，所述的制备方法中 Sr为0.2wt％-0.4wt％。
所述的发动机机体用铝合金材料的制备方法，所述的制备方法中 Mo为0.3wt％-0.5wt％、Ni为6wt％-8wt％、Fe为6wt％-7wt％、Mg为 5.3wt％-6.0wt％。
有益效果：本发明的发动机机体用铝合金材料具有非常高的导热 系数和良好的机械强度，由于具备较高的导热系数，因此将本发明的 铝合金材料用于制造发动机机体材料，可以提高发动机的散热效率。 另外本发明的铝合金材料的抗压强度也较高，可以满足作为发动机机 体的强度要求。
具体实施方式
实施例1
(1)按质量百分比为Sc为1.3wt％、Ga为0.8wt％、Zr为0.9wt％、 Sr为0.5wt％、Mo为0.6wt％、Ni为9wt％、Fe为8wt％、Mg为6.6wt％、 余量为Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为660℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至900℃，在保持温度固定熔 炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
实施例1的铝合金材料的导热系数为245W/m·K，抗压强度为 323MPa。
实施例2
(1)按质量百分比为Sc为0.5wt％、Ga为0.4wt％、Zr为0.3wt％、 Sr为0.1wt％、Mo为0.2wt％、Ni为5wt％、Fe为5wt％、Mg为4.2wt％、 余量为Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为630℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至940℃，在保持温度固定熔 炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
实施例2的铝合金材料的导热系数为249W/m·K，抗压强度为 329MPa。
实施例3
(1)按质量百分比为Sc为0.7wt％、Ga为0.7wt％、Zr为0.4wt％、 Sr为0.4wt％、Mo为0.3wt％、Ni为6wt％、Fe为7wt％、Mg为6.0wt％、 余量为Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为660℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至900℃，在保持温度固定熔 炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
实施例3的铝合金材料的导热系数为262W/m·K，抗压强度为 341MPa。
实施例4
(1)按质量百分比为Sc为1.0wt％、Ga为0.5wt％、Zr为0.7wt％、 Sr为0.2wt％、Mo为0.5wt％、Ni为8wt％、Fe为6wt％、Mg为5.3wt％、 余量为Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为630℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至940℃，在保持温度固定熔 炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
实施例4的铝合金材料的导热系数为260W/m·K，抗压强度为 344MPa。
实施例5
(1)按质量百分比为Sc为0.8wt％、Ga为0.6wt％、Zr为0.6wt％、 Sr为0.3wt％、Mo为0.4wt％、Ni为7wt％、Fe为7wt％、Mg为5.7wt％、 余量为Al，进行配料；
(2)将步骤(1)的材料投入熔炼炉内加热熔化，充氮气进行保 护，将熔炼炉内温度升高为650℃，保持温度固定情况下熔炼1h；
(3)再将熔炼炉内温度调节升高至920℃，在保持温度固定熔 炼2h；
(4)将熔炼炉降温，将合金材料冷却至室温，为发动机机体用 铝合金材料。
实施例5的铝合金材料的导热系数为270W/m·K，抗压强度为 363MPa。