[发明专利]一种用于汽车发动机的铝合金气缸套及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车工业技术领域，尤其是涉及一种用于汽车发动机的铝合金气缸套及其制备方法。

背景技术

随着国民生活水平的不断提高，对汽车的需求量越来越大，对汽车性能的要求也越来越高，导致国内汽车工业迅速发展，汽车零配件国产化程度不断提高。

汽车发动机的汽缸包括缸体、气缸套以及活塞。目前，气缸套多为铸铁材质，缸体在发动机轻量化的技术发展趋势下，已经变成铝合金材质。同样的，在发动机轻量化的技术发展趋势下，也出现了铝合金材质的气缸套。虽然，工程技术人员对铝合金制气缸套的组分、含量以及生产工艺进行了优化，但是鉴于铝合金与铸铁的本性差别，铝合金在强度、硬度、高温稳定性以及耐磨性上仍逊于铸铁材料，使得铝合金制气缸套的使用性能和使用寿命较低，无法满足现有发动机的要求。

因此，如何提高铝合金气缸套的强度、硬度、高温稳定性以及耐磨性，进而提高铝合金气缸套的使用性能和使用寿命，满足现有发动机的使用要求是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于汽车发动机的铝合金气缸套，该铝合金气缸套具有较高的的强度、硬度、高温稳定性以及耐磨性，在实际使用过程中，具有较高的使用性能和使用寿命，能够满足现有发动机的使用要求。本发明另一目的是提供一种上述用于汽车发动机的铝合金气缸套的制备方法。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种用于汽车发动机的铝合金气缸套，所述铝合金气缸套仅包括管状铝合金基体和设置于所述铝合金基体内表面上的镀铬层；

所述铝合金基体由包括以下重量百分比的组分的铝合金制成：Si：13％～15％；Cu：1％～2％；Mg：0.2％～0.5％；Mn：0.1％～0.3％；Cr：0.1％～0.3％；C：0.1％～0.3％；Zn：0～0.5％；Ti：0～0.15％；RE：0.1％～0.3％；其余为Al。

优选的，所述Si的重量百分比为13.5％～14.5％。

优选的，所述Cu的重量百分比为1.2％～1.8％。

优选的，所述Cr的重量百分比为0.15％～0.25％。

优选的，所述C的重量百分比为0.15％～0.25％。

本发明的有益技术效果：

本发明在铝合金基体中添加了Si元素，Si元素能够提高铝合金的抗拉强度和硬度，还能与Mg形成Mg-Si金属化合物，改善铝合金的热性能。

本发明在铝合金基体中添加了Mg元素，Mg元素能够使晶格产生畸变，引起固溶强化，从而提高铝合金的强度和硬度，同时Mg元素还可以提高铝合金的耐腐蚀性和耐热性能；

本发明在铝合金基体中添加了Cr元素，在合金中形成β-CrAl₇、η-Cr₂Al等7种弥散性高温强化相，且能细化铸造组织，从而提高铝合金的室温强度和高温强度；Cr还能提高铝合金的耐磨性。

本发明在铝合金基体中添加了C元素，C元素能够提高铝合金的强度、硬度、伸长率、断裂韧度和耐磨性能等综合力学性能，减小合金的热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高铝合金的高温强度和高温硬度；

本发明在铝合金基体中添加了稀土元素RE，稀土元素RE为表面活性元素，可集中分布在晶界面上，降低相与相之间的拉力，因而使形成临界尺寸晶核的功减小，结晶核数量增加，从而使晶粒细化，提高铝合金的强度和硬度，稀土元素RE还能够提高铝合金的伸长率、断裂韧度和耐磨性能等其它力学性能，减小合金的热膨胀系数，增加合金的导热性能，显著地提高铝合金的高温强度和高温硬度。

Mn能提高耐热性；Ti不仅能细化组织，又能提高其耐热性和锻压时铝合金的流动性，从而改善气缸套表面质量，提高材料高温机械性能；C元素和稀土元素RE在电磁搅拌作用下，能在铝合金中形成一种介于金属和非金属之间的复合自润滑物质，由于自润滑物质的存在，大大地降低了汽缸比压，并使磨擦偶摩擦面之间得到充分润滑，自润滑物质的组成成份有利于避免粘着磨损的发生，从而保证空调压缩机的气密性，提高了压缩机的使用性能。