[发明专利]高硅铝合金缸套材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高硅铝合金缸套材料，其特征在于该高硅铝合金缸套材料各组分按重量百分比处理为：

Si：18.0％～25.0％；Fe：3.5％～6.0％；Ni：1％～2％；Cu：1.5％～3.0％；Mg：0.5％～1.0％；Mn：0.5％～1.5％；V：0.1％～0.5％；Sr：0.05％～0.15％；Al：余量。

2.根据权利要求1所述的高硅铝合金缸套材料，其特征在于所述的高硅铝合金缸套材料各组分按重量百分比处理为：

Si：20.52％；Fe：5.11％；Ni：1.88％；Cu：2.52％；Mg：0.73％；Mn：1.22％；V：0.35％；Sr：0.1％；Al：余量。

3.一种采用权利要求1所述的高硅铝合金缸套材料制备高硅铝合金缸套的方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

①成分设计与精确配料：

成分设计各组分按重量百分比处理为Si：18.0％～25.0％；Fe：3.5％～6.0％；Ni：1％～2％；Cu：1.5％～3.0％；Mg：0.5％～1.0％；Mn：0.5％～1.5％；V：0.1％～0.5％；Sr：0.05％～0.15％；Al：余量；精确配料按照本发明的合金，采用铝硅、铝铁、铝镍、铝铜、铝锰、铝钒、铝锶中间合金以及纯铝、纯镁炉料，进行定量配料；

②熔炼、覆盖与精炼：

采用中频电磁感应炉熔炼，熔炼时硅、铁、镍、铜、锰、钒、锶以铝中间合金形式加入，加入熔化后调整铝液温度为720℃±10℃，加入铝、镁炉料；

覆盖剂的加入，保护铝液避免氧化烧损，分别在装炉、熔炼、加镁及浇注时均匀撒入覆盖剂，避免液体金属裸露；

精炼处理，调整铝液温度740℃～780℃，加入2～6％的以氯化钾-氯化镁为基础成分的熔剂，对合金液进行搅拌、净化，使镁不被烧损，去除合金中氧化物和有害气体；

③喷射沉积：

在中频熔炼炉(1)进行合金熔炼、除气与净化处理，浇注到漏斗(2)与导流嘴(3)中控制导流，进入喷射沉积雾化器(4)中雾化沉积，产生高度雾化的高速半固态溅射流(5)，高速溅射沉积到底盘接收设备(7)上，通过底盘向下的移动速度、旋转速度以及与雾化器的摆角的偶合，制备成不同直径大小的圆形锭坯(6)；

金属导流浇注参数：

浇注温度：760～860℃

金属流量：6～8kg/min

喷射沉积参数：

扫描速度：20.9～23.3Hz；

气体流量：16～23Nm³/min；

氮气压力：6.5～9.5atm；

喷射高度：670～730mm；

沉积坯接收参数：

接收底盘旋转速度：2.45～3.16r/s；

接收底盘移动速度：0.57～0.70mm/s；

④挤压加工：

切割下料成要求的挤压坯(10)，加热到挤压温度，保温一定时间，送入到挤压机(9)中，在挤压冲头(8)和芯轴(11)共同作用下，挤压成形厚壁管材(12)；

挤压参数：

挤压比：14～17；

挤压速度：1.2～1.5m/min；

挤压温度：420～480℃；

⑤热处理：

将高硅铝合金管坯及材料(14)放在热处理炉(13)中进行固溶处理与时效处理；

固溶处理参数：

固溶温度：480～535℃；

保温时间：1.0～2.5h；

热水淬火温度：60～100℃；

时效处理参数：

时效温度：160～220℃；

保温时间：6.0～12.0h；

⑥机加工与珩磨加工：

润滑冷却剂：煤油；

缸套机械成型加工刀头：合金钢或金刚石刀头；

缸套内表面珩磨加工刀头：硬质合金珩磨头。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述的覆盖剂采用5％KCl+25％NaCl+70％CaCl₂组合的覆盖剂，或采用40-60％MgCl+40-60％KCl组合的覆盖剂，其加入量为总炉料量的2％-5％。