国内外铝硅活塞合金的研究及应用述评

铝硅合金铸造过程文献综述

关于铸造铝硅合金（ZL104）文献综述摘要：通过查阅相关文献，了解铝硅合金的铸造及相关工艺，对研究铝硅合金起指导作用，并论述自己的观点关键词：ZL104铝硅合金；铸造；缺陷；组织；性能一、引言铝硅类合金具有优良的铸造性能（如收缩率小，流动性好，气密性好，热裂倾向小等），还有良好的机械性能、物理性能及切削加工性能。

所以，铸造铝硅合金在铸造铝合金中，是用途广、用量大、品种多的一类合金。

研究铝硅合金对工业发展很有必要，主要研究其性能、组织、力学性能及铸造过程的缺陷和防止措施。

二、ZL104应用前景及国内外研究状况：◊ZL104合金成分及性能：(1)主要化学成份：镁0．17％～0．3％，硅8％～10．5％，锰0．2％--0．5％，余为铝的含量，杂质含量：砂≤0．6％，铁≤0．铜≤0．3％，锌≤0．3％，锡≤0．1％，钛≤0．5％．(2)性能：抗拉强度：铸态≥150MPa，时效后≥200MPa硬度：铸态≥50HBS，时效后≥70HBS.【2】（3）铝合金具有密度小(2．79)、比强度高、耐腐蚀、热稳定性好、易成形、可回收再生等优点，技术成熟，是汽车工业理想的轻金属材料。

其导热性好，表面自然形成氧化膜，故耐蚀性优良，不易生锈；易保持漂亮的表面，因此铝车轮被普遍采用．由于铝的熔化温度低、流动性好，故易制造复杂形状的零件．【4】◊用途：①在机械行业中，ZL104 铝合金材料经常使用，尤其在发动机的缸体，缸盖及塑料模具中得到广泛应用。

【1】②电器和无线电工业根据铝的导电性好这一特性，广泛地用锻制造电线漶缆、电容器、整毒氟器_电器配件、无线电器材等．此外，铝线比较容易冷却，能相对地支持更大的电流，更具有经济性．机械制造业广泛用铝和铝合金制造车轮、滑轮、离心机、通风机、起重机及泵的零部件，活塞和发动机气缸等．．铝和铝合金已成为制造飞机、汽车、船舶、拖拉机、机动车辆等不可缺少的材料。

【4】③铝合金在汽车上的应用实例：1.铝气缸体、气缸盖（质轻、耐磨性高）2. 铝散热器3. 铝合金车轮（疲劳强度、焊接性能、耐磨性）4. 铝保险杠5. 铝车身外板6. 底盘零件。

高强韧铝硅合金性能研究

高强韧铝硅合金的组织研究摘要铸造铝合金具有较高的强度、良好的铸造性能和耐腐蚀性能，广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域。

其中铝硅合金主要用于制造活塞、缸体、缸盖和曲轴箱等铸件。

对于轻量化的要求，就要提高铝硅合金的力学性能。

本课题做了两组对比性试验，第一组是在精炼浇注结束后对于试棒进行金相组织微观观察，第二组是在T6处理结束后对于试棒进行了金相组织微观观察，观察两组试验的金相组织。

在本次是实验中，从第一组的精炼试验中发现，铸型的预热和浇注温度的提高，都能明显的改善铸件的性能。

精炼结束后浇注的第一组中，没有进行精炼，所以铸造缺陷明显。

即未精炼的试样发生了较明显的铸造缺陷缩孔，铸造缺陷严重。

其余四组当中，缺陷较少，有Al2Si、CuAl2等相。

T6处理过程中炉温过高，导致了试样的过烧，晶界复熔。

过烧试样的金相组织照片显示符合过烧机理。

关键词：铸造铝硅合金T6处理复熔Micro-structure analysis of high strength Al-Si alloyAbstractCast aluminum alloy has many advantages,such as low prices、organization isotropic can get a special organization、easy to produce parts of complex shaped.can be small batch and mass production ,and because of its high specific strength、good casting properties and corrosionresistance,widely used in machinery、automotive、aerospace and other fields,Al-Si alloy is mainly used in the manufacture of piston、cylinder、cylinder head and crankcase castings. With the automobile industry improve the product lightweight and hight-intensive1requirements,improve the mechanical properties of Al-Si alloy has become an urgent problem to be solved.This paper presents two experiments, the first group is in temperature and analysis the microscopic metallographic1structur e of the specimen,the second group is on the basis of the first that are carry through heat-treatment and analsing1the microscopic metallographic1structure of the specimen,with a view to observe the similarites1 and difference among two experiment.Because of the high temperature heat treatment process of this experiment, leads to the burning of the sample, the grain boundary melting. The first group of samples without heat treatment, the sample is unrefined had obvious shrinkage of casting defects, serious casting defects. The microstructure1 of overburnt1specimen photos show compliance with burning mechanism.Keywords: Cast Al-Si alloy microstructure1 heat treatment目录1、绪论 (2)1.1 高强韧铝硅合金国内外的研究现状 (2)1.2课题研究的背景、目的和研究内容 (3)1.2.1选题背景和目的 (3)1.2.2课题的研究内容 (3)1.3 合金元素对于组织的影响 (3)2、实验设备及过程 (4)2.1实验设备 (4)2.2配料 (4)2.3炉前准备 (5)2.4熔炼过程 (5)2.4.1加料顺序 (5)2.4.2浇注过程 (5)2.5试样成品制样 (6)3、实验结果分析 (6)3.1未精炼的显微组织特征 (6)3.2精炼后在不同的浇注温度下的金相组织特征 (7)3.3 T6处理后的金相组织照片 (8)3.3.1固溶强化处理 (8)3.3.2本次T6处理后的金相组织照片 (10)4、结论 (11)参考文献结束语1绪论材料、信息、能源被称为现代科学的三大支柱，而材料又是一切技术发展的物质基础，任何新技术的发展，莫不依赖于各种相互匹配的新材料，而新型材料中金属材料又是一个重要的方面。

铝硅合金细化处理的研究进展

除了存在Ａ—ｉ晶组织之外，会形成粗大的多边ｌ共ｓ还
形片状初晶硅。初晶硅的存在会使合金的机械加工性能与力学性能降低。因此，何改变铝硅合金中初晶如
献［］１研究了Ｓ— 间合金对Ａ．４Ｓ合金的变质ｉＰ中Ｉ％ｉ２
．
铝硅合金具有密度小、膨胀系数小和耐磨性好热的特点，因此此类合金在生产耐磨性要求高的工件上得到了广泛的应用。但是，在传统的铸造工艺条件下，随着ｓ含量的不断增加，硅合金在其凝固过程中，ｉ铝
Ｎ和Ｓ，ａｒ合金中含ｓ量越大，ｂ的加入量越大，ｂ加ｉＳＳ入量过多时，出现过变质组织，会使初晶硅逐渐变粗。Ｋ比Ｎ具有更强的变质效果，是变质有效时间仍然ａ但比较偏短，而且对熔炼设备也有一定的腐蚀作用。文
硅的尺寸形貌，高合金的性能，为铝硅合金研究的提成
重点工作。本文系统介绍了各种铝硅合金制造过程中
初晶硅细化方法。
１变质处理
铝硅合金中的共晶体及其初晶硅的变质机理研究
是世界各国铝合金材料工作者的一个重要课题。变质
第３卷第２期１２１０１年０Ｌ４月
矿冶工程
ＭＩＮＧＮＩＡＮＤＥＴＡＬＬＵＲＧＩＭＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏ．１ № ２Ｉ３Ａｐｉ２１ｒ０１ｌ

Al-Si研究现状

Al-Si研究现状1.4 Al-Si合金的研究现状铝的比重小，塑性好，具有优良的导电性和导热性，表面有致密的氧化膜保护，抗腐蚀性好，而且回收成本低，是一种可持续发展的有色金属。

在纯铝中，加入其它金属或非金属元素，能配制成各种可供压力加工或铸造用的铝合金。

由于铝的密度小，其比强度(拉伸强度/比重)远比灰铸铁、铜合金和球墨铸铁的高，仅次于镁合金、钦合金和高合金钢[80]。

铝及其合金的上述优点决定了它在工业上越来越重要的地位和突飞猛进的发展。

铝的消费己从最初的军工、航空航天、电力、机械等传统领域扩展到交通运输、建筑等领域，其中交通、建筑及包装三个领域的消费比例约占消费总量的70%，而汽车工业的发展也为铝材消费提供了巨大的市场空间。

铝合金最早于1903年试用于内燃机活塞，其成分为Al-10%Zn-3.5%Cu，然而其耐热性不能满足要求，不久就被放弃，但对活塞材料的发展是个突破。

随后欧美研制出Al-8%Cu合金，改进了活塞的耐热性，基本上满足了当时活塞的使用要求，因而该合金曾盛行了一个时期。

1921年“Y合金”(Al-4%cu-1.5%Mg-2.0%Ni)问世，合金中加入Cu和Mg起到弥散强化作用，加Ni 生成NiA13金属间化合物，提高了合金的抗高温蠕变性能。

这样，“Y合金”以其高耐热性、较好的铸造和锻造性能而作为典型的活塞用铝合金而广泛使用。

我国研制成功RR合金(Al-2%cu-l%si-1%Fe-1.5%Mg-1%Ni)，通过加入Ni、Fe 等合金元素提高了耐热性81】。

1920年PacZ发现Na对Al-si二元共晶合金具有变质作用[82]，能改变合金的显微组织，显著提高合金的力学性能，Al-si共晶合金开始应用于活塞生产。

1924年德国KS公司研制成功膨胀系数低于“Y 合金”的A1-Si系活塞合金—KS245合金(Al-14%Si-4.5%Cu- 1.5%Ni-0.7%Mg)。

1926年KS公司研制成功过共晶Al-Si合金KS280，达到进一步降低合金热膨胀系数的目的。

技术研究报告

WORD格式技术研究报告课题编号：2011ZC0206课题名称：潍柴用WP7高性能柴油机活塞设计与制造申请鉴定单位：山东滨州渤海活塞股份有限公司（盖章）申请鉴定日期：2014.6.30一、国内外同类技术的背景材料汽车工业是我国国民经济的重要产业,近几年汽车工业在跨越式发展，随着国内外对重型卡车和大型工程机械需求的进一步扩大，柴油发动机正在向高负荷、高功率、高强度化方向发展，这对活塞本身的性能提出了更高的要求。

活塞是发动机上的关键零部件，被称为发动机的“心脏”，不但要满足发动机各项性能指标要求，同时还要承受交变的机械负荷和热负荷;活塞特别是高性能活塞已发展成为高技术含量产品。

为满足市场的需求和自身发展的需要，潍柴动力集团在广泛市场调研的基础上，依托公司强大的技术力量，将WP7系列柴油机作为重要战略项目提出，并进行全新设计开发，满足市场的需求，扩大国内市场占有率。

该发动机为废气涡轮增压中冷、直列、六缸、水冷、高压共轨、四冲程柴油机，该机结构紧凑、动力强劲、经济性好、排放指标欧Ⅳ，主要配套于中型载货车及工程机械车辆。

在该发动机设计过程中，广泛吸收了当今先进设计理论及方法，总体设计水平先进，燃烧过程组织合理，排放达到欧Ⅳ标准，符合我国排放法规的要求，市场前景十分广阔。

WP7-35活塞是与该机型配套的新型柴油机活塞，作为发动机的关键零部件，活塞环槽设计采用先进的三环槽结构，第一环槽将采用镶有耐磨镶圈的双梯形槽，能有效防止因高温下机油碳化结焦引起的活塞环卡滞、折断，使活塞环保持良好弹性及密封性，提高整机工作可靠性，耐磨镶圈由高镍奥氏体铸铁制成，增加了环槽的耐磨性，使活塞的使用寿命提高了1.5倍，降低了用户的使用成本；头部外圆采用大间隙锥体，对降低机油消耗和密封燃气具有很好的作用；裙部为中凸椭圆型面，使活塞在工作状态时与缸套配合间隙合理、便于润滑油膜的形成；活塞裙部表面石墨化处理，减少了活塞摩擦损失，裙部导向性得到了改善；活塞采用内冷腔结构能够迅速的传递热量，降低了活塞的热负荷；活塞销孔采用异形曲面设计进一步降低了销座应力峰值，提高了活塞销孔的承压能力。

AlSi12Cu3Ni2Mg1活塞合金挤压铸造性能研究

挤压铸造
2007 年中国压铸、挤压铸造、半固态加工学术年会专刊
A lSi12Cu3N i2M g1活塞合金挤压铸造性能研究
侯林冲1, 2 党惊知 1 高明灯 2 彭银江 2 沈建明 2 ( 1. 中北大学; 2. 中国兵器科学研究院宁波分院 )
摘要研究了挤压铸造工艺条件下, 挤压铸造工艺参数对 A lSi12Cu3N i2Mg1活塞合金性能的影响。
[ 2] FRANKLIN J R, DAS A A. Squeeze cast ing: a review of the statu s[ J]. The Brit ish Foundry, 1984, 77( 3 ): 1502158.
[ 3] 刘达利, 齐丕骧. 新型铝活塞 [M ]. 北京: 国防工业出版社, 1999.
A2固溶体上分布着点状及短条状的共晶硅, 存在极少量小块状初晶硅, 组织达到内燃机铸造铝活塞金相检验标准 (GB6289- 2005) 1~ 2级。
3 分析
在传统 A l2Si合金 ( ZL109) 的基础上添加少量的铜、镍等元素能够提高合金的力学性能, 其中硅增加基体的强度, 降低基体塑性; 铜元素大部分存在于铝固溶体中, 对基体产生较大的强化作用, 这种作用受热处理影响较少, 对基体高温强度有明显影响; 镍元素主要以一系列深浸蚀的较粗大化合物存在, 由于铜和镍能形成化合物, 对基体高温强度有明显影响。
素的含量, 改善了材料的韧度和高温强度, 满足了大功
率发动机活塞需要, 性能超越传统的 ZL109合金。
表 1 M a h le142合金主要化学成分
%
Si 11~ 13
Cu 2. 6 ~ 4. 0
wB

活塞铝合金综合性能的研究

设计型综合实验实验名称：活塞铝合金综合性能的研究学校：学院：材料与化工学院专业：金属材料工程班级：学号：姓名：实验组员：指导老师实验时间：2016.08.31—2016.10.15摘要：活塞是发动机的心脏，时其关键零部件之一。

由于活塞工作条件恶劣，所以对其性能要求很高。

铸造铝硅合金具有良好的综合性能，故本课题以铝硅合金为基础做了两组对照试验：一组是对浇注成型的试样进行金相分析，另一组时对固溶时效处理后的试样进行金相显微分析，并对比两组金相组织。

第一组未精炼的试样组织其铸造组织缺陷多而明显，精炼后的使用组织由于铸型的预热和浇注温度的提高，缺陷铸件减少，且有明显的CuAl2、Al2Si等相。

固溶时效处理过程中炉温过高，导致了试样过烧。

关键词：活塞；铝硅合金；固溶时效；过烧Abstract:As one of the important components,a pistons is the hurt of automobile engine.The high demand of pistons was due to abominable operating conditions.The nice combination property was provided with casting Al-Si alloy,and there are two groups of control experiment was based on Al-Si alloy in project:one to metallographic analysis with contact molding sample and another to observe metallographic structure with the specimen was be solid solution and aging.There are many obvious casting defect of sample structure wasn’t refined in the first group.The defect decreases with the increasing pouring temperature,of samplestructure after the refine,and the phase of CuAl2、Al2Si wasapparent.Oversintering was leaded to higher furnace temperature in the solid solution and aging.Keywords:pistons;Al-Si alloy;solid solution and aging;oversintering目录绪论 (1)1.选题 (1)1.1选题背景和目的 (1)1.2课题的研究内容 (1)2.活塞铝合金概述 (2)2.1铝合金概述 (2)2.2活塞简述 (2)2.2.1活塞定义 (2)2.2.2活塞工作条件 (2)2.2.3活塞性能要求 (2)3.铝合金组成成分 (3)3.1各合金元素对铝合金的影响 (3)3.2铝合金炉料配比 (3)4.铝合金炉料熔炼 (4)4.1浇注型腔选择 (4)4.1.1选择铸造类型及原因 (4)4.1.2腔内涂料 (4)4.2变质剂 (4)4.2.1变质剂选择 (4)4.2.2变质作用 (5)4.3精炼剂 (5)4.3.1精炼剂选择 (5)4.3.2精炼作用 (5)4.4炉料熔炼流程 (5)4.5熔炼时注意要点 (6)5.热处理 (6)5.1热处理概述 (6)5.1.1固溶处理 (7)5.1.2时效处理 (7)5.2热处理的目的 (7)5.3热处理工艺选择 (7)5.4热处理要点 (7)6.金相制备 (8)6.1制备过程 (8)6.1.1金相试样的截取 (8)6.1.2试样磨制 (8)6.1.3试样抛光 (9)6.2金相组织 (9)6.2.1未经热处理的试样 (9)6.2.2热处理后的试样 (11)结论 (12)参考文献结束语绪论活塞在发动机的工作中起到重要作用，时发动机的关键性零件。

过共晶铝硅合金发动机活塞的挤压铸造工艺研究

❖ 挤压铸造件的常见缺陷 ❖ （1）表面粗糙及表面损伤类缺陷 ❖ （2）缩松、缩孔及渗漏类缺陷 ❖ （3）气孔、气泡类缺陷 ❖ （4）夹渣类缺陷 ❖ （5）裂纹类缺陷 ❖ （6）几何形状与图纸不符类缺陷 ❖ （7）化学成分与性能不符合要求类缺陷
课题的预期目标
合金牌号
室温强度/ 300℃高温强度线膨胀系数/
然后压成小块，在保护气氛下进行烧结。
球磨机
德国保护气氛热处理炉
❖ 熔炼
熔化铝锭
添加合金元素
添加变质剂
除渣
除气
搅拌
熔体过热处理
静置
浇铸
铝合金实验炉
熔炼过程的局部工艺流程图
❖ 热处理通过对该过共晶铝硅合金进行DTA分析，
确定其热处理温度，将铸锭在500 ℃保温3h。
热处理炉
❖ 金像
a)
b)
金相显微镜
国内外发动机零件所用材料比较
气缸盖罩，铸铁或部分使用亚/共晶
铝硅合金
气缸盖，铸铁或
部分使用亚/共晶铝硅合金
气缸筒，铸铁
气缸体，铸铁或部分是在亚共晶铝硅合金
镶嵌铸铁的气缸筒
国产活塞材料为ZL108、ZL109，含 11~13%Si ，共晶铝硅合金；国外使用过共晶铝硅合金制造，含 16~26%Si。
❖ 气缸是发动机中最重的零件，占发动机总重的30%以上，国外50%的汽缸采用铝合金铸造。国内气缸大量使用灰铸铁或少量使用亚共晶铝硅合金缸体镶铁缸套的复合工艺，后者生产工艺复杂、生产成本高，影响气缸铝化的进展。
❖ 国外的活塞用挤压铸造工艺(液态模锻)将熔体在高压下铸造成活塞形状的毛坯，热处理后再将毛坯车加工成零件。挤压铸造工艺能大幅度提高过共晶硅的性能、细化初生硅的尺寸。

A356_2铝硅合金的生产工艺研究与应用_卢建中

中间锅 , 要求稳流。
⑵浇铸时注入模子的液体应进行刮铝渣 ,
须刮干净 , , 铝锭不得有飞边。
⑶所有浇铸工具应涂滑石粉 , 并进行烘烤
预热。铸锭模也要烘烤预热 , 切忌使用冷工具、
冷模子浇铸。
⑷切忌浇铸后用水冷却。
⑸铸锭冷却至 20 ℃以下时 , 才能过磅 , 打
包。
(责任编辑武红林)
3 生产方式
在熔铝炉进行熔化并配上硅、钛合金、熔化后 , 搅拌均匀 , 进行倒炉 , 将铝液倒入保温炉中后 , 加镁搅拌均匀 , 炉前快速分析合格后 , 打开炉口 , 使合金液流到经保温的中间锅中 , 浇铸后进行自然冷却 , 也可采用局部轴流风机强制冷却。
3 .1 工艺流程
结晶硅 ※铝锭 ※Al ※Ti 中间合金 ※装炉 ※升温熔炼 ※转炉并温度调整 ※加镁锭 ※精炼 ※搅拌 ※预分析(组织检验)※成分调整 ※变质处理(加锶)※浇铸 ※打包 ※过磅 ※出厂
Ca
<0.00 3 <0.0 5
Ni
<0.0 1 <0.0 1
%
, W (M g)=0.38 %, W (T i)=0.14 %, 其余元素均按表 1 执行。应对铝液等原材料进行控制、选择 , 以控制杂质元素。 T i 元素用 60Ti 剂或 Al -Si 4 %中间合金适量加入 , 并对这两种原料进行对比试验。
b .数量要求 :按配料单严格计量加入。 ⑵S i a .工业硅牌号 Si -1A , 符合 GB2831 -81 《工业硅技术条件》中对化学成分的要求。即 : W (Si)=99 %, W (Fe)≤0.6 %, W (Al)< 0.4 %, W(Ca)≤0.1 %, (Si 的烧损率为 6 %～ 10 %)。 ⑶M g

铝硅合金性能研究

. All R二铝i硅#g铝合h硅金t合s组金织R的包e组s括织e共r晶ve合d金.和过共晶合金它们的组织上
和在形态上存在差异在显微镜下观察过共晶铝硅合金组织大部分由针状的硅和初晶硅共同组成但是从比例分布来看含硅元素较比铝元素要多使得过铝硅合金的热膨胀系数变低使合金具有良好的耐磨性又因其含有与基体无共格界面无塑性的初晶硅它与基体不是很协调的存在因此在形变过程中受到横向或纵向拉伸时引起脆性相断裂极硬的质点初晶硅镶嵌在软的基体上加工时使刀具磨损严重降低零部件的切削加工性能整块的初晶硅剥落使加工表面变得粗糙而在显微镜下观察共晶铝硅合金组织可以发现常态下的铝硅共晶合金其组织由粗大针状的硅晶体和固溶体组成因硅相为脆性相基体被针片状基体割裂后合金的强度和塑性大幅度的降低需要经过变质处理后使合金转变成对合金性能有利的硅相形态该种方法也可通过热处理的工艺来实现
关键词!铝硅合金变形及热处理等轴晶机械性能
一#铝硅合金的基本性质铝硅合金常用在工业生产中作为铸造铝合金使用其具有良好的铸造性优良的气密性较好的流动性热裂纹倾向性小收缩率小的特点合金经过热处理及变质处理后会得到很好的力学和物理性能其耐腐蚀性和机器可加工性能较好因铝硅合金为共晶系合金有着丰富的合金类型在铸造铝合金的用途上较为广泛而且铝硅合金材料还具有优良的导热性硅元素在铝硅合金中占主导作用适量的加入硅元素是有益的但是过量的硅元素会导致铝硅合金中出现类似针形的共晶硅组织其中还伴有大块状的初晶硅其形状为多角形它对铝硅合金产生很大的影响会使其塑性和强度降低机械性能下降当铝硅合金中加入适量的硅后可获得较高的组织流动性较低的表面收缩率改善和减少合金的热裂纹倾向现代的工艺在保证其稳定性的前提下大都采用变质处理热处理或精密铸造等方法达到调节组织形态和分布的目的进而得到优良的铝硅合金组织提到其综合的机械加工性能

锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材生产工艺研究

锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材生产工艺研究阎维刚【摘要】针对4032d高硅铝合金生产中常出现初品硅聚集、共晶硅尺寸大、气孔夹杂严重、机械加工性能差、力学性能低等问题,在熔铸过程分别采用多种变质剂处理熔体试验,采用不同的精炼、净化处理试验方案;试验研究铸锭均匀化处理制度、挤压工艺和挤压棒材热处理工艺制度.得出锻造活塞裙用4032d高硅铝合金棒材合理的生产工艺:加质量分数为0.6%的复合钠盐变质处理熔体,变质处理前用N2、Cl2混合气体精炼,变质处理后用N2气精炼,采用隔热膜铸造法,生产出几乎无初晶硅、共晶硅细小、气孔夹杂少的铸锭;铸锭均匀化温度500℃～515℃,棒材挤压温度420℃,嗣溶处理温度510℃,时效制度165℃3h.【期刊名称】《轻合金加工技术》【年(卷),期】2010(038)008【总页数】6页(P35-40)【关键词】高硅铝合金;活塞;变质处理;初晶硅【作者】阎维刚【作者单位】中铝西北铝加工分公司,甘肃,陇西,748111【正文语种】中文【中图分类】TG146.21%TG292内燃机车活塞是传递能量的重要零件,在工作中承受高温、高压和高速往复运动摩擦,因此要求活塞具有较好的耐磨性、抗磨蚀性,导热系数和热膨胀系数小,耐疲劳性能好,使用寿命长,尺寸稳定和高温强度高。

共晶铝-硅合金具有以上特点,是理想的活塞材料。

但是未经变质处理的共晶铝-硅合金凝固后,存在块状初晶硅及粗针状共晶硅组织,力学性能很低,不能满足使用要求[1-2]。

为了适应铁路运输业发展的需要,近年来我公司对机车活塞裙锻件用高硅铝合金挤压棒材进行技术攻关,解决了高硅铝合金中初晶硅聚集和共晶硅尺寸大、气孔严重等问题,材料获得了较为满意的性能。

1 活塞裙锻件用高硅铝合金挤压棒材的技术要求及研制难点活塞裙锻件用挤压棒材的材质为 4032d铝合金。

化学成分见表 1。

表1 4032d铝合金化学成分(质量分数) %其他Si Fe Cu Mg Cr Zn Ti Ni 单个合计Al 11.0～12.5 0.40 0.8～1.3 1.0～1.3 0.03 0.20 0.20 0.7～1.3 0.05 0.15 余量Φ200 mm热挤压棒材T62状态力学性能应达到：Rm≥358N/mm2,Rp0.2≥290 N/mm2,A≥3.5%。

铝活塞发展现状

铝活塞发展现状
铝活塞在汽车和航空工业中的应用日益广泛，因其轻量化、高强度和耐腐蚀性能而备受青睐。

目前，它已成为内燃机和涡轮增压器中常见的元件之一。

近年来，铝活塞的制造技术不断改进和革新，以适应高性能发动机的需求。

例如，采用热交换处理技术可以增加铝活塞的硬度和抗磨性，提高其使用寿命；采用特殊的涂层材料可以减少摩擦和磨损，提高活塞的耐磨性能。

此外，铝活塞的设计也在不断革新。

通过优化活塞的轻量化设计，可以减少活塞的质量，提高发动机的功率输出和燃油经济性。

同时，设计师还在努力减小活塞和缸套之间的间隙，以减少内燃机中的气缸泄漏，提高发动机的效率。

然而，铝活塞的发展仍面临一些挑战。

首先，铝活塞的制造成本较高，需要采用特殊的生产工艺和设备。

其次，虽然铝活塞具有良好的耐腐蚀性，但在高温和高压环境下仍可能发生变形和损坏，需要进一步提高其热稳定性。

综上所述，铝活塞作为一种轻量化和高强度的元件，具有广阔的市场前景和应用潜力。

随着技术的不断进步和创新，铝活塞的制造技术和设计将继续得到改进，以满足汽车和航空工业对性能和质量的要求。

铝合金活塞材料的研发与应用进展

ｗｅｒｒｓｓａｃａｅｉｔｎｅ，ｃｒｏｉｎｒｓｓａｃｏｒｓｏｅｉｔｎｅ，ａｄｏｄｉｅｔｂｌｔ．Ｃｏｓｄｒｎｎｂｅｋｈｏｇｉｔｎｇｏｓｚｓａｉｙｉｎｉｅｉｇｏｒａｔｒｕｈｎｈｅ
合金的极限强度．过采用基体增强和新型活塞成型工艺，著提高了活塞的性能．着汽车发动机向高速化、通显随
大功率方向的发展，新型铸造铝合金活塞复合材料及短周期的压力成型技术的开发应用都将成为一个发展
ｓｅｉｇｎｗｙｏｉｒｖｌｍａｅｓｒｎｇｈ．Ｆｒｅａｐｅ，ｂｈａｓｏｎａｃａｒｘａｄｎｅｅｋｎｅｗａｓｔｍｐｏｅｕｔｉｔｔｅｔｏｘｍｌｙｔｅｍｅｎｆｅｈｎｅｍｔｉｎｗｐｓｏｌｉｇｐｒｃｓｅｉｔｎｍｏｄｎｏｅｓｓ，ｔｐｒｏｍａｃｓｏｈｅｈｎｃｌｐｏｅｔｅｆｐｓｏｓａｂｍｐｏｅｈｅｅｆｒｎｅｆｔｅｍｃａｉａｒｐｒｉｓｏｉｔｎｃｎｅｉｒｖｄｏｉｕｓｙ．Ａｄｉｉｎｌｂｖｏｌｄｔａｌｏｙ，ｗｉｕｒｅｔｅｇｎｓｃｌｉｇｆｒｓｐｒｓｅｄａｄｈｇｐｗｅｔｃｒｎｎｉｅａｌｎｕｅ — ｐｅｎｉｈ－ｏｒ，ｔｖｌｐｎｈｏｈｅｄｅｅｏｍｅｔ
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发动机铝合金活塞铸件的分析研究

发动机铝合金活塞铸件的分析研究摘要：针对汽车发动机铝合金活塞铸件进行缺陷分析，同时尝试借助实际试制浇铸及模拟分析软件相结合的方法，对铸件的成型情况进行相应的解析，从模具冷却结构改进方面入手对铸件缩松缺陷问题加以解决，借助模具设计结构的特点解决铸造缺陷，这对于金属重力铸造生产铸件的缺陷解决具有一定的借鉴意义。

关键词：缺陷分析；模拟分析；铸造工艺随着社会的不断进步以及科技的不断发展，汽车发动机活塞的轻量化程度也在逐渐提升，无论是其热负荷还是机械负荷都有了明显的增大，这样会致使活塞的工作环境更为严酷。

基于上述情况分析，活塞铸件的材料必须要具备下述功能特点：热膨胀系数小、密度小、热传导性好，除此之外铸件材料还要满足耐腐蚀、耐磨等需求。

这样看来，铝合金能够在较大程度上胜任活塞铸件的要求。

目前共晶铝硅合金是发动机活塞最长应用的材料之一，该材料中约含有11%~14%的硅，随着含硅量的不断增加，Al-Si系合金的抗拉性能也会有相应的提升，到共晶成分点时达到最大；之后持续增加硅含量，但是由于会产生粗大长针状初晶硅，其形状不太好进而也会导致合金的强度出现骤然下降的情况。

因而为了使得铝硅合金的原有特点不被破坏，又能保证力学性有很大程度的提升，进而可以使得这种合金的应用范围扩大，在近些年，无论是国内还是国外，都在对其开展研究，并采用了多种行之有效的措施。

1铸件结构与试制本篇文章所选用的汽油机活塞铸件其铝合金材料的牌号为KS1295的共晶铝硅合金，这种材料的优势众多，其具有膨胀系数小、密度小、耐磨、流动性好等诸多特点。

这个活塞铸件的造型相对来说复杂性较高，包括了多处深腔及薄壁区域。

这种活塞铸件在发动机工况下的力学性能要求：最大承载功率大于155kW（211ps，5500rpm），最大承载扭矩为350N·m（1200~4000rpm），材料的硬度不得低于HB140。

依据相应的设计标准以及浇筑需求，借助一模两腔重力铸造浇注机对活塞铸件尝试进行生产。

混合稀土变质高硅铝活塞合金

为适应汽车发动机高速化的要求，对活塞材料的要求是热强度高、导热性好、吸热性差、稳定性好、膨胀系数小、耐磨、导热性及减磨性良好等。

共晶、亚共晶铝硅系活塞材料已经难以适应汽车发动机高功率、高寿命的性能要求。

因此，过共晶铝硅合金活塞材料的研制是发动机更新换代发展的需要。

目前，对过共晶铝硅合金中初晶硅的良好变质、合金化以及解决使用性能与生产工艺性能之间的矛盾是目前国内外正在研究的课题。

稀土是一种很有潜力的铸造铝硅合金变质剂，在改造铸造工艺性方面也有很大优势。

稀土可以细化变质初晶硅和共晶硅，有效减少合金枝晶间距，细化铸态晶粒，提高合金力学性能；还可以在合金液中起到净化的作用，同时还与合金中的其它元素发生微合金化作用，提高铝硅活塞合金其它性能［１，２］。

１试验方法１．１试验材料试验所用材料配制情况见表１。

镧铈钇型混合稀土以Ａｌ－１０Ｒｅ中间合金形式加入，混合稀土的加入量为１．０％，烧损率为２％。

试验用精练剂为六氯乙烷。

１．２试验过程在ＳＧ２－５－１２型电阻坩埚炉中按试验合金成分要求、采用特定工艺配制Ａｌ－２４％Ｓｉ合金；７２０℃时用六氯乙烷对熔体进行精练，静置１５ｍｉｎ，扒渣；８４０℃时加入镧铈钇型混合稀土对合金熔体进行变质处理，保温１０ｍｉｎ；将经过处理的熔体浇入预热至２５０℃的金属拉伸试验模中，浇注温度为８００℃，取得φ１２ｍｍ标准拉伸试样，金相试样及硬度试样均从试样的相同部分取样。

热处理工艺：①固溶处理，５０５±５℃加热４ｈ，水冷；②时效处理，１７５±５℃加热８ｈ，空冷。

金相组织采用常规金相观察法在金相显微镜上进行观察拍照，初晶硅尺寸的测量是在不同视场中任取５Ｏ个初晶硅质点测其在同一方向的尺寸，然后取其平均值。

硬度测定在ＨＸ－１０００显微硬度计上进行，每混合稀土变质高硅铝活塞合金胡慧芳１，李华基１，孔凡校２（１．重庆大学机械工程学院，重庆４０００４４；２．中国铝业股份有限公司郑州研究院，河南郑州４５００４１）摘要：采用镧铈钇型混合稀土对过共晶Ａｌ－２４％Ｓｉ活塞合金进行了变质处理，对其金相组织和力学性能进行了研究。

2024年铝硅合金市场调研报告

铝硅合金市场调研报告摘要本文旨在对铝硅合金市场进行全面调研和分析，以了解该市场的现状和发展趋势。

通过调查和研究，我们得出结论，铝硅合金市场面临着巨大的发展潜力，并可能在未来几年实现高速增长。

1. 引言1.1 背景介绍由于铝硅合金具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、汽车、建筑和电子等领域。

随着中国经济的发展，铝硅合金市场蓬勃发展，各大企业纷纷投入资金和资源进一步拓展该市场。

1.2 目的和意义本次调研报告旨在全面了解铝硅合金市场的现状和发展趋势，为相关企业制定市场策略提供指导和参考。

2. 市场概况2.1 定义和分类铝硅合金是由铝和硅两种金属元素组成的合金材料。

2.2 市场规模目前，中国铝硅合金市场规模庞大，年均增长率保持在10%左右，预计未来几年将实现高速增长。

2.3 市场竞争格局当前，铝硅合金市场存在着多家企业竞争激烈的情况，主要竞争对手包括XXX、YYY、ZZZ等公司。

3. 市场驱动因素3.1 工业发展需求随着工业化进程的加快，对铝硅合金的需求不断增加，尤其是在汽车和航空航天行业。

3.2 环保政策支持政府出台了一系列环保政策，鼓励和支持使用铝硅合金材料替代传统材料，以减少对环境的影响。

4. 市场挑战和机遇4.1 市场挑战铝硅合金的生产成本较高，且技术上的难度较大，这对一些中小型企业而言是一种挑战。

4.2 市场机遇随着技术的不断进步，铝硅合金的生产工艺和成本不断得到改善，未来将有更多的机遇和潜力。

5. 市场前景展望5.1 市场发展趋势根据市场调研和分析，预计未来几年铝硅合金市场将继续保持快速增长，并逐渐成为大型企业争相布局的热门领域。

5.2 市场发展策略建议针对当前市场竞争格局和发展趋势，相关企业需要加大产品研发和品牌推广力度，建立市场差异化竞争优势。

结论通过对铝硅合金市场的全面调研和分析，发现该市场具有巨大的发展潜力，但同时也面临着一些挑战。

相关企业应抓住市场机遇，加大投入和研发力度，进一步拓展铝硅合金市场，实现可持续发展。

铝合金活塞合金材料的发展现状

铝合金活塞合金材料的发展现状摘要：目前汽车用发动机中占主导地位的是往复式活塞内燃机，由于立法和环境对汽车工业的压力，越来越多的人要求生产低排放的轻型节能汽车，为了开发这些节能汽车，轻型高性能活塞必不可少。

铝合金有着密度低、耐磨性好、生产效率高以及强度高等优点，在工业上已经是非常常见的一种合金，在汽车活塞领域中应用相当广泛。

关键词：铝合金；汽车活塞；轻量化在汽车工业领域，材料轻量化已经成为了主要的发展课题，轻量化是解决油耗、排放和车辆大型化之间矛盾的重要方法，减轻重量并节省能源是现代工业化先进动力技术的目标。

要达到轻量化目标，一般做法是用密度更小并且强度还不变甚至更好的材料来代替以降低零部件重量。

铸造铝合金因其具有良好强度和力学性能等优点在汽车活塞的应用中具有明显的优势。

其中的Al-Si系多元合金还具有密度低、耐磨性好、生产效率高以及铸造缺陷少等优点，在工业领域很受欢迎。

其中铸造 Al-Si-Cu-Ni-Mg系合金的可铸性和机械加工性能都很优异，还可以通过热处理来提高合金的性能，常用来生产活塞。

1、铝合金活塞研究的重点过去对Al-Si-Cu-Ni-Mg系铝合金研究工作集中在改性机理或改变热处理工艺，以提高拉伸强度和延性，对活塞材料的各方面性能进行改善，因此企业非常关注活塞材料的性能，采取各种方法来进行合金性能的提高和改善[1]。

2、铝合金活塞研究的重点活塞的基本结构由四部分构成，分别是活塞头部、顶部、销座和裙部。

活塞的顶部三种形状分别为：凸顶、平顶和凹顶，其中平顶活塞生产工艺比较简单，且散热性能优异好，是大部分汽车选择应用的形状。

活塞销座位于活塞头部和裙部的中间位置，主要作用是将燃烧产生热能转化为动能并通过活塞曲轴连杆传递给外部做功。

活塞在浇铸时还会置入铸铁镶圈和可溶性盐芯，铸铁镶圈主要是增强活塞的耐磨性能和密封性能，可溶性盐芯可水冲溶解，形成内冷却油腔。

目前往复式活塞内燃机是汽车用发动机的主要结构形式，由于世界对环境保护和节能的需求，生产低排放的轻型节能汽车尤为重要，轻型高性能活塞材料应具备以下性能要求：密度小：活塞在发动机内部不停做往复运动，其运动度可以达到11~16m/s，在运动过程总活塞的运动呈周期性变化，这种运动由于活塞的质量产生较大的惯性力，随着活塞质量增加，惯性力的大小也在增加，惯性力的增加导致对外做功的比例逐渐减小，所以需要活塞材料的选择密度小，越有利于提高发动机的有效功。

矿产

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。