[发明专利]一种活塞用铝基复合材料

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种活塞用铝基复合材料。

背景技术

近年来，国内汽车业的高速发展给活塞制造行业带来了巨大的发展机遇，但是由于内燃机在高温高压的环境下长期工作导致活塞与活塞环、缸壁间不断产生摩擦，并且由于润滑条件不充分，工作条件非常恶劣等问题，尤其在大功率的发动机中，普通的铸铁或铝合金活塞易发生变形、疲劳热裂，成为该行业长期关注的产品隐患和技术难题，所以研发高性能活塞新材料已经成为活塞行业发展的必然趋势。

但是现有的铝基复合材料由于其制备工艺复杂、生产成本高、价格昂贵，制约了其进一步推广应用，并且性能也不是很稳定，所以寻求一种工艺简单、成本低、性能稳定的复合材料制备工艺是当前材料研究的重点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种活塞用铝基复合材料，以克服传统的铝基复合材料工艺复杂，成本高，并且性能也不是很稳定的缺点。

技术方案为：一种活塞用铝基复合材料，由基体合金和增强相组成，其中基体合金各组分的质量百分比为：

硅10%—25%；

铜0.5—2.5%；

镍0.5—4.0%；

溴化钛0.3—1.0%；

镁0.2—1.0%；

氧化硼0.2—3.0%；

钛0.01—1.0%；

铬0.01—1.0%；

其余为铝，

增强相为原位反应生成的AIP例子。

其中，所述溴化钛颗粒尺寸在100～200nm之间，且均匀分布。

其中，一种活塞用铝基复合材料的制备方法有以下步骤：

A.按照质量百分比称取原材料，硅10%—25%；铜0.5—2.5%；镍0.5—4.0%；溴化钛0.3—1.0%；镁0.2—1.0%；氧化硼0.2—3.0%；钛0.01—1.0%；铬0.01—1.0%；其余为铝。

B.熔炼原材料，离心铸造过程中，转速为600-2000rpm，抽真空至真空度为1.89×10^-2Pa，浇注温度为1000-1100℃，模具预热温度为200-650℃。

C.浇铸活塞毛胚，浇铸温度为630-720℃。

其中，所述步骤A中铬为最后添加。

其中，所述模具需要预热。

其中，所述模具预热温度为200-300℃。

有益效果：工艺简单，成本低，耐磨性能更好，性能稳定。

具体实施方式

为了使本发明内容更加利于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

可以先按照质量百分比称取原材料，硅10%；铜0.5%；镍0.5%；溴化钛0.3%；镁0.2%；氧化硼0.2%；钛0.01%；铬0.01%；其余为铝；

熔炼原材料，离心铸造过程中，转速为600rpm，抽真空至真空度为1.89×10^-2Pa，浇注温度为1000℃，模具预热温度为200℃；

浇铸活塞毛胚，浇铸温度为630℃。

其中，所述步骤A中铬为最后添加。

其中，所述模具需要预热。

其中，所述模具预热温度为200℃，最后得到成品。

最终的到的铝基复合材料经过测试硬度明显优于现有活塞铝合金强度，且耐高温强度可提升5%左右。

实施例2

按照质量百分比称取原材料，硅25%；铜2.5%；镍4.0%；溴化钛1.0%；镁1.0%；氧化硼3.0%；钛1.0%；铬1.0%；

其余为铝。

熔炼原材料，离心铸造过程中，转速为2000rpm，抽真空至真空度为1.89×10^-2Pa，浇注温度为1100℃，模具预热温度为650℃。

浇铸活塞毛胚，浇铸温度为720℃。

其中，所述步骤A中铬为最后添加。

其中，所述模具需要预热。

其中，所述模具预热温度为300℃，最后得到成品。

最终的到的铝基复合材料经过测试硬度明显优于现有活塞铝合金强度，且耐高温强度可提升5%左右。