[发明专利]控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法及其制备的铝基缸套

说明书

本发明公开了控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法及其制备的铝基缸套，通过对铝基复合熔液进行中频电磁搅拌，经磁力多次脉动的作用,使得氟钛酸钾与碳化硅粉相互对撞次数增加，加速了氧化反应过程，减少了氟盐和碳在铝合金中数量，在碳化硅与氟钛酸钾的制备过程中Ti和SiC反应后颗粒直径较大容易颗粒团聚，质量比大于铝，容易下沉，造成碳化硅在铝液中不均匀的现象，使得铝基复合熔液颗粒均匀分布，颗粒不易团聚，提高了材料成型效果，提高铝基复合材料的显微硬度和抗拉强度；通过本发明公开的控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法，将铝基铸造熔液按设计要求制备成铝基缸套，受力强度均匀，表面粗糙度均匀，摩擦性能稳定。

技术领域

本发明涉及铝基复合材料的技术领域，具体涉及铝基缸套制备的技术领域。

背景技术

通常通过加入异颗粒增强铝基复合材料，在制备含有SiC颗粒的铝基增强复合材料时，由于SiC颗粒与铝合金之间的润湿性很差,制备的工艺要求较高，目前主要有粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法和挤压铸造法。现有的铝基复合材料在半固熔状态时流动性差，成型困难，申请号为CN201620262506.4的专利：“一种铝基复合发动机缸套”，在其产品生产过程中，常用设备使得氟钛酸钾与碳化硅粉氧化反应过程不充分，合金化过程中会产生氟铝酸钾和碳盐副产物，另外在反应过程中会带入金属化合物杂质，洁净度较差，铝基复合缸套残留的铝合金中数量过多，反应生成的第三相粒子，三相粒子在下落过程中会互相碰撞而粘连在一起，会下沉与扩散，后聚集沉淀，成型后形成大量的夹渣物，钛酸钾制备过程中Ti和SiC反应后颗粒粘连直径较大容易颗粒团聚，质量比大于Al，容易下沉，造成硬质颗粒碳化硅在铝液中不均匀，造成铝基复合缸套表面粗糙摩擦不稳定，摩擦系数增大，普通生产设备无法解决，普通搅拌无法解决，铝液流动性差，又限制了产品无法使用效益更高的离心铸造成型工艺技术。

发明内容

本发明的目的在于提供控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法及其制备的铝基缸套，以解决上述背景技术中提出的的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法包括如下步骤，在中频搅拌式电炉内设置电磁搅拌器，按质量百分比记，准备5％-20％的Si，余量为Al，在中频搅拌式电炉内均匀搅拌成混合物，中频搅拌式电炉升温至830℃-920℃后，将15％-40％混合物质量比的碳化硅粉或金刚石粉与25％-80％混合物质量比的氟钛酸钾粉加入中频搅拌式电炉中电磁搅拌10-50min，中频搅拌式电炉内形成熔液后对熔液进行扒渣，温度在720℃-780℃时在扒渣后的熔液中加入磷盐变质剂或磷铜变质剂或铝锶变质剂，然后用氮气，氩气进行处理5-15分钟，得到铝基铸造熔液。

优选的，电磁搅拌参数为额定功率500kw,交变电流频率为50-200Hz，搅拌角度0-100°，采用可控硅中频电源。

优选的，碳化硅粉的颗粒度为300μm-20μm，Si的质量百分比为12.5％，碳化硅粉的质量百分比为27.5％，氟钛酸钾粉的质量百分比为52.5％。

优选的，中频搅拌式电炉升温温度为830℃，电磁搅拌时间50min，扒渣后熔液温度720℃。

优选的，交变电流频率为50Hz，搅拌角度为100°。

本发明同时提供一种使用控制钛和碳化硅颗粒充分反应的方法制备的铝基缸套。

优选的，铝基缸套的毛坯采用离心铸造成型，离心铸造成型工艺参数包括模具温度250-350℃、离心转速2000-3500r/min和浇注温度680-800℃。

优选的，离心铸造成型工艺参数为模具温度300℃、离心转速2750r/min和浇注温度740℃。

优选的，铝基缸套的毛坯按照设计尺寸进行粗车、精车，然后珩磨、对缸套内壁运用溶质质量分数为3-12％的Na0H溶液蚀刻抛光处理，得到铝基复合型缸套。