[发明专利]高导热系数铝合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种高导热系数铝合金，其可以在使可增大强度但降低导热系数的铜(Cu)和硅(Si)的含量最小化的同时包含锆(Zr)。

背景技术

汽缸盖是构成发动机的主要部件，是用作燃料/空气的入口和燃烧气体的出口的冷却系统部件。特别地，汽缸盖防止异常燃烧，比如当燃烧室的温度升高到一个高的温度时引起的爆震，并且防止由于周围金属部件暴露于高温而导致的耐久性的降低，从而对发动机的性能和耐久性具有显著影响。

当将具有高导热系数的材料应用于汽缸盖，使得燃烧室的热量顺利地传递到外部时，燃料效率可以被显著提高。通常，由于铝合金具有不包含合金元素的纯的形式，所以导热系数变得增加，但是强度变得劣化。因此，由于强度问题的考虑，难以将具有高导热系数的材料应用于车辆。

车辆用汽缸盖可需要刚性，以具有耐受燃烧压力的耐久性，同时具有通过增大导热系数来改善燃料效率和性能的效果，因此，需要开发能够防止强度劣化的铝合金。

作为相关技术描述的内容仅被提供用于帮助理解本发明的背景，并且不应该被认为是对应于本领域技术人员已知的相关技术。

发明内容

在优选的方面，本发明提供了高导热系数铝合金或铝合金组合物，其可在使增大强度但降低导热系数的铜(Cu)和硅(Si)的含量最小化的同时包含锆(Zr)。因此，防止强度劣化。

根据本发明的示例性实施方式，提供了一种高导热系数铝合金组合物或铝组合物，基于铝合金组合物的总重量，其包含：1.5～2.5wt％的铜(Cu)；3.5～4.5wt％的硅(Si)；0.2～0.4wt％的锆(Zr)；0.1～0.4wt％的镁(Mg)；0.3wt％或更少但大于0wt％的锌(Zn)；0.25wt％或更少但大于0wt％的铁(Fe)；0.03wt％或更少但大于0wt％的锰(Mn)；0.3wt％或更少但大于0wt％的镍(Ni)；0.03wt％或更少但大于0wt％的钛(Ti)；构成铝合金组合物余量的铝(Al)。

除非另有说明，本文使用的“wt％”是指铝合金中成分的含量，以基于铝合金组合物的总重量按wt％测量。

在一个优选的方面，该铝合金组合物可包含铝(Al)-硅(Si)-锆(Zr)-基结晶相比如Al_xSi_yZr_z。

优选地，铝合金组合物的铸造性为大约31cm或更大。铸造性可受到合金流动性的显著影响，并能够通过在预定时间内测量合金流动的长度而获得。

例如，当其长度越长时，铸造性越大。

优选地，铝合金组合物的抗拉强度可为大约250MPa或更大。

优选地，铝合金组合物的导热率可为大约175W/m·K或更大。

此外，本发明提供基本上由或者由本文所述的成分组成的铝合金组合物。例如，基于铝合金组合物的总重量，铝合金组合物基本上由或者由以下成分组成：1.5～2.5wt％的铜(Cu)；3.5～4.5wt％的硅(Si)；0.2～0.4wt％的锆(Zr)；0.1～0.4wt％的镁(Mg)；0.3wt％或更少但大于0wt％的锌(Zn)；0.25wt％或更少但大于0wt％的铁(Fe)；0.03wt％或更少但大于0wt％的锰(Mn)；0.3wt％或更少但大于0wt％的镍(Ni)；0.03wt％或更少但大于0wt％的钛(Ti)；构成铝合金组合物余量的铝(Al)。

还提供了可包含如本文所述的铝合金组合物的车辆部件。该车辆部件包括车辆的汽缸盖。

本发明的其它方面在下文中公开。

附图说明

图1是示出在不同的铜(Cu)和硅(Si)含量下导热系数的变化图。

图2是示出在根据本发明的示例性实施方式的示例性铝合金中形成的示例性结构的图像。

图3是示出在不同的铜(Cu)含量下抗拉强度的变化图。

图4是示出在不同的铜(Cu)含量下导热系数的变化图。

图5是示出在不同的硅(Si)含量下铸造性的变化图。

图6是示出在不同的硅(Si)含量下抗拉强度的变化图。

图7是示出在不同的硅(Si)含量下导热系数的变化图。

图8是示出在不同的锆(Zr)含量下抗拉强度的变化图。

图9是示出在不同的锆(Zr)含量下导热系数的变化图。

具体实施方式