本发明涉及铝合金材料，具体涉及一种汽车活塞用铝合金及其制备方法。
背景技术：
1、世界上最早的汽车发动机活塞是铸铁的，从1911年才开始研究用铝合金来制造活塞，1920年一种铝-铜-镍-镁系合金正式成功地应用于汽车发动机活塞，以后的几十年，又相继研究成功了几个系列的活塞用铝合金材料。
2、随着汽车发动机转速的不断提高，活塞速度也随之提高，汽油机活塞速度可达11-16m/s；柴油机活塞速度可达6-8.5m/s，或更高一些。由于发动机高速化的结果，使作用在活塞上的惯性力亦越来越大，发动机的压缩比也相应提高，燃烧室内的燃烧速度急剧增大，气缸内容易形成局部压力差，使活塞发生强制振动，从而引起穴蚀或敲缸现象。另外活塞头部在交变热应力的作用下，容易产生热变形或热裂现象。所以，除对活塞材料的常温强度、硬度、延伸率、热膨胀系数等性能有一定的要求外，还对其高温性能如高温拉伸强度、高温疲劳强度、导热率及耐磨性能有较高的要求。
3、为适应汽车发动机高速化的要求，经过大量的研究工作，使活塞材料越来越完善，其各种性能都有很大的提高。作为活塞材料，常用的铝合金大体可分为以下四类：(1)铝-铜-硅系合金；(2)铝-铜-镍-镁系合金；(3)铝-硅-镍-镁系合金；(4)高硅铝合金。其中，高硅铝合金最大的优点是，热膨胀系数小、耐磨性能好、密度小。这是前三类合金所不能比拟的，缺点是抗拉强度比较小、工艺性能差。因此，必须要针对其作出相应的改善。
技术实现思路
1、要解决的技术问题：针对上述的技术问题，本发明的目的是提供一种汽车活塞用铝合金及其制备方法，采用增强-变质颗粒，同时具备力学增强效果与变质效果，单纯的使用纳米硼化钛会在铝合金中分布不均匀，纳米级颗粒易团聚，从而影响其效果，通过静电纺丝制备的颗粒能够防止颗粒的团聚，同时负载p元素，另外增强-变质颗粒还能提高铝合金的塑性，这是单纯的纳米颗粒无法达到的效果。
2、技术方案：一种汽车活塞用铝合金的制备方法，包括以下步骤：
3、s1：以铝锭和结晶硅为原料，制成al-26％si的二元中间合金；
4、s2：添加镁锭、al-cu合金锭和al-mn合金锭，进行多元合金化处理，获得含21.5％-23％si，1.5％-2.5％cu，0.6％-1.2％mg，0.5％-0.7％mn的合金材料；
5、s3：将合金材料熔化后，在840℃下采用c2cl6精炼，静置5-10min；
6、s4：加入增强-变质颗粒，搅拌保温60min；
7、s5：加入c2cl6进行第二次精炼，同时启动脉冲设备对合金熔体施加脉冲电流，保温5min；s6：降温至800℃浇入模具中，模具预热温度为200℃；
8、s7：待试样凝固冷却后采用t6热处理工艺进行热处理即可。
9、进一步的，所述铝锭为99％铝锭；所述镁锭为99％镁锭；所述al-cu合金锭为al-50％cu中间合金锭；所述al-mn合金锭为al-10％mn中间合金锭。
10、进一步的，所述增强-变质颗粒的制备方法如下：
11、s41：将聚乙二醇溶于混合溶剂中，配置成浓度为20wt％的溶液；
12、s42：加入葡萄糖和纳米硼化钛，搅拌均匀，作为静电纺丝液；
13、s43：利用静电纺丝设备进行静电纺丝获得静电纺丝膜；
14、s44：将静电纺丝膜烘干后在温度1050-1350℃下烧结；
15、s45：取出破碎后浸渍于浓度为10-16％的磷酸液中，取出烘干即得增强-变质颗粒。
16、进一步的，所述混合溶剂为质量比7:3:2的正丁醇、n-甲基吡咯烷酮和无水乙醇。
17、进一步的，所述聚乙二醇、葡萄糖和纳米硼化钛的质量比为10:0.5:(4-7)。
18、进一步的，所述静电纺丝条件为：纺丝电压为18kv，针头到接收板的距离为15cm，纺丝液流速为2.0ml/h。
19、进一步的，所述增强-变质颗粒的粒径≤0.05μm。
20、进一步的，所述脉冲设备的脉冲电极采用高精石墨电极。
21、进一步的，所述脉冲电流的脉冲频率和脉冲电压分别为30-35hz和25-28v。
22、进一步的，所述增强-变质颗粒和合金材料的质量比为(2-15):100。
23、上述的方法所制备的汽车活塞用铝合金。
24、有益效果：
25、1.本发明采用增强-变质颗粒，同时具备力学增强效果与变质效果，单纯的使用纳米硼化钛会在铝合金中分布不均匀，纳米级颗粒易团聚，从而影响其效果，通过静电纺丝制备的颗粒能够防止颗粒的团聚，同时负载p元素，另外增强-变质颗粒还能提高铝合金的塑性，这是单纯的纳米颗粒无法达到的效果。
26、2.本发明中增强-变质颗粒的表面负载p元素，p与al形成alp，alp质点就不会聚集成团，alp质点作为异质核心就能保持很长时间，而负载于增强-变质颗粒表面，使其结构更稳定，进一步增加了变质效果的持久性，使变质效果不衰退。
27、3.本发明的增强-变质颗粒有碳-纳米氮化硼构成，并在反应过程中，纳米氮化硼弥散分布于熔体中，形成许多中间合金中tial3，促进晶粒的细化，同时增强-变质颗粒的三维网状结构，能够与合金复合性更佳。
1.一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述铝锭为99％铝锭；所述镁锭为99％镁锭；所述al-cu合金锭为al-50％cu中间合金锭；所述al-mn合金锭为al-10％mn中间合金锭。
3.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述增强-变质颗粒的制备方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂为质量比7:3:2的正丁醇、n-甲基吡咯烷酮和无水乙醇。
5.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇、葡萄糖和纳米硼化钛的质量比为10:0.5:(4-7)。
6.根据权利要求3所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝条件为：纺丝电压为18kv，针头到接收板的距离为15cm，纺丝液流速为2.0ml/h。
7.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述增强-变质颗粒的粒径≤0.05μm。
8.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述脉冲电流的脉冲频率和脉冲电压分别为30-35hz和25-28v。
9.根据权利要求1所述的一种汽车活塞用铝合金的制备方法，其特征在于，所述增强-变质颗粒和合金材料的质量比为(2-15):100。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法所制备的汽车活塞用铝合金。
