[发明专利]一种排气摇臂的重铸铝合金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机摇臂的材料，尤其涉及一种发动机排气摇臂的重铸铝合金材料。

背景技术

发动机配气机构的排气摇臂起双臂杠杆作用，从而使气门运动方向不同于推杆运动方向；以及在较小的凸轮升程下增大气门升程。即在推杆或凸轮的作用下摇臂摆动克服气门弹簧的阻力，打开气门。

在发动机工作时排气摇臂承受着较大脉动载荷和复杂交变应力，因工作条件的需要，所以要求排气摇臂具有特殊的特性：

1）排气摇臂与气门和凸轮或推杆之间始终在不断的冲击载荷下进行摩擦，工作条件非常恶劣，因此排气摇臂与气门和凸轮或推杆接触的两端工作表面要硬度高、耐冲击、耐磨性好、与气门和凸轮或推杆之间的摩擦因数小，形成一对性能匹配良好的摩擦副；

2）因其需要克服往复惯性力，所以要求排气摇臂本身质量要轻；

3）因排气摇臂高速往复运动，要求其基体刚度大、强度高、疲劳寿命长、转动惯量小；

4）良好的延伸率，以免发生排气摇臂断裂的现象。

目前国内使用的发动机排气摇臂的重铸铝合金材料，其强度、硬度、延伸率普遍不高，不能满足发动机排气摇臂的要求，尤其是由于延伸率不足，造成排气摇臂断裂的现象经常发生。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度高、屈服强度好、硬度高，同时延伸率高的排气摇臂的重铸铝合金材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

该排气摇臂的重铸铝合金材料，所述的铝合金的化学成分及各化学成分在铝合金中的重量百分比如下：

Si：8.6-9.4%；

Mg：0.45-0.55%；

Cu：1.65-1.85%；

Mn：<0.10%；

Fe：<0.20%；

Zn：<0.05%；

Ti：0.08-0.13%；

Ca：<0.002%；

Na：<0.005%；

Sr：0.005-0.015%；

Pb：<0.1%；

总杂质：<0.50%，每种杂质：<0.15%；

其余成分为Al，各成分的总量之和为100%。

所述的Ti是通过添加铝钛硼合金AlTi5B来得到的，其中铝钛硼合金AlTi5B含Ti4.5-6.0%。

铝钛硼合金AlTi5B在铝液中生成大量弥散分布的TiA l₃、TiB₂、AlB₂等高熔点微粒，凝固时它们作为外来晶核，而显著细化铸锭晶粒组织。能够明显提高铝材或铸件的强度与塑性、改善综合机械性能；减少废品率，改善成品外观品质，提高型材氧化着色均匀性与光亮度；使用简便，钛硼无损耗；动态水冷浇铸，细化效果更好。

所述的Sr是通过添加铝锶合金AlSr10来得到的，其中铝锶合金AlSr10含Sr9-11%。

铝锶合金AlSr10组织状态良好，优化共晶硅形态及分布，改善机械性能，使用简便，无污染，损耗极少，功效持久，重熔变质功效可遗传。

该排气摇臂的重铸铝合金材料的制备方法的步骤如下：

1)在熔炼炉中按重量百分比加入铝锭，加热至580-600℃，铝锭熔解至可搅动，加入占铝锭总重量0.1-0.15%的低温除渣剂，将铝液搅拌40-60次后，再加入占铝锭总重量0.1-0.15%的低温除渣剂，再次搅拌至浮渣呈灰黑色粉末状；

2)继续加热至温度710-750℃，清除铝液表面浮渣后，将铝合金中的各组分除Al外，按各自的重量百分比依次加入到熔炼炉中；

各组分的添加顺序为：先加入Si和Cu，待Si和Cu全部熔化后充分搅拌3-5min；随后将其它组分逐个加入铝液中，全部熔化后，充分搅拌3-5min。

或者在步骤1）中将Cu和铝锭一同加入到熔炼炉中，在步骤2）中先加入Si，待Si全部熔化后充分搅拌3-5min；随后将其它组分逐个加入铝液中，全部熔化后，充分搅拌3-5min。

3)将经步骤2）处理得到的铝液传送入温度为715-730℃的保温炉，在铝液面上均匀散布占铝锭总重量0.1-0.15%的高温除渣剂，均匀搅拌，至浮渣和铝液完全脱离，除去浮渣；

4)将经步骤3）处理得到的铝液采用纯氮气脱气；