[发明专利]一种液压缸缸盖及其制备方法

说明书

本发明涉及一种液压缸缸盖及其制备方法，属于液压机械设备技术领域。本发明液压缸缸盖由铝合金制成，所述铝合金由以下质量百分比的成分制成：Cu：0.5‑2％、Si：0.3‑1.2％、Mg：0.5‑1.5％、Mn：0.05‑0.3％、Cr：0.1‑1.0％、Zr：0.01‑0.2％、Al‑Ti‑B中间合金：0.02‑0.5％、Al‑Ti‑C中间合金：0.06‑0.3％，余量为Al及不可避免的杂质。液压缸缸盖制备过程采用分段式熔炼，机械振动式铸造，分段式均匀化处理，特定条件固溶时效提高了缸盖的力学性能，还使缸盖的抗疲劳性能大幅度提升，抗疲劳使用寿命达到335万次，缺口室温旋转弯曲疲劳极限达到92MPa。

技术领域

本发明涉及一种液压缸缸盖及其制备方法，属于液压机械设备技术领域。

背景技术

液压缸是将液压能转变为机械能(直线往复运动或摆动运动)的液压执行元件，其具有结构简单、工作可靠、成本低的优点，因而在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸主要包括缸筒、活塞和活塞杆等零部件，其中活塞可滑动地安装在缸筒的内腔中，活塞杆一端与活塞连接，另一端从缸筒的一端伸出。液压缸的缸盖结构通常指的是缸筒供活塞杆穿出一端的密闭式结构，其起到密封缸筒的有杆腔、以及对活塞杆导向的作用。

液压缸在工作过程中很容易导致缸盖热应力分布不均匀，即内应力不一致，同时它还承受髙达5-8MPa爆发力及螺栓紧固压力，因此，机械应力很大。在上述状况下，缸盖会产生压缩、扭曲、热疲劳、弯曲等变形。除了从结构弥补以上缺陷，缸盖的材料选择也至关重要。传统的缸盖材料多为灰铸铁或合金铸铁，灰铸铁或合金铸铁制造的缸盖虽然具有较高强度、变形量小、铸造性能好等优点，但重量大、导热差不利于积聚在缸盖的热量及时排出而使缸盖损坏。因此，需要寻求一种新型材料用于缸盖制备，使得缸盖有足够强度、刚度的同时还具备较轻的重量及良好的导热性能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种高强度、良好导热性能和抗疲劳性能的轻量化液压缸缸盖及其制备方法。

本发明的上述目的可以通过下列技术方案来实现：一种液压缸缸盖，所述液压缸缸盖由铝合金制成，所述铝合金由以下质量百分比的成分制成：Cu：0.5-2％、Si：0.3-1.2％、Mg：0.5-1.5％、Mn：0.05-0.3％、Cr：0.1-1.0％、Zr：0.01-0.2％、Al-Ti-B中间合金：0.02-0.5％、Al-Ti-C中间合金：0.06-0.3％，余量为Al及不可避免的杂质。

本发明合金原料中加入了少量的Cu，Cu对合金有一定的固溶强化作用，有助于提高合金的抗疲劳性能，但铜过量，合金的抗腐蚀性能会下降，为此，本发明添加了少量的Zr，少量的Zr与Al形成Al₃Zr粒子钉扎在晶界上，阻碍了位错的滑移和晶界移动，使固溶处理过程中再结晶趋势减弱，细化了合金晶粒，由于晶粒小，晶界多，腐蚀进入铝合金材料内部的时间大大延长，提高了合金的耐腐蚀性能。本发明为了获得均匀的合金铸态组织，还添加了中间合金Al-Ti-B，Al-Ti-B与熔融铝发生反应形成TiAl₃和TiB₂粒子而产生细化作用，但TiB₂粒子易受Zr、Cr等原子毒化而失去细化晶粒的作用，为此添加了中间合金Al-Ti-C，Al-Ti-C与熔融铝发生反应形成TiAl₃和TiC粒子，TiC粒子聚集倾向小和对Zr、Cr中毒有免疫力，可以弥补因单独添加Al-Ti-B而带来的缺陷，且二者协同进一步增强细化晶粒作用，有利于提高合金的力学性能及机械加工性能。

作为优选，Mg/Si质量比为(1.2-1.5)：1。本发明将Mg/Si质量比控制在该范围可以获得导热性能优异的铝合金。

本发明的另一个目的是提供一种上述液压缸缸盖的制备方法，包括以下步骤：