過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法
2023-05-16 06:09:26
專利名稱：過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法
技術領域：
本發明涉及一種過共晶鋁矽合金雙重變質方法。特別是涉及一種過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法。
目前在過共晶鋁矽合金變質精煉過程中，常規採用磷銅或偏磷酸鈉等作為變質劑，變質效果不能維持長時間，初晶矽就會發生粗化。且常規過共晶鋁矽合金變質，只能將初晶矽變質細化而不能變質基體中矽相，共晶矽仍呈片狀，不能達到初晶矽和共晶矽雙重變質的效果。精煉劑常用鹽類，這些精煉劑在精煉時會產生有毒氣體，導致嚴重的環境汙染，影響人體健康。而且往往精煉和變質要分二道處理工序進行，不能做到精煉和變質複合進行。
為解決以上問題，有人曾採用磷-硫或磷-鈉複合變質，氯鹽或鈉鹽精煉。效果不太顯著，不能完全解決綠色、長效、雙重和複合變質精煉的技術難題。
本發明的目的是提供一種綠色、長效的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法。
本發明的另一目的是提供一種適用於過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法的綠色、長效的雙重複合變質精煉劑。
本發明是通過以下步驟實現的1)將過共晶鋁矽合金熔化成液體；2)合金液體在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15～30分鐘，扒去浮渣；3)在780℃～860℃溫度範圍內加入雙重複合精變劑，並進行攪拌，使雙重複合精變劑充分熔入鋁合金液體中，雙重複合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％；4)在740℃～800℃溫度範圍內用惰性氣體進行10～30分鐘吹煉攪拌；5)鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁矽合金熔液。
本發明的另一任務是這樣實現的採用由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重複合精變劑，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％。
由於本發明採用了含有稀土和磷的雙重複合精變劑，P是初晶矽的主要變質元素，P在過共晶鋁矽合金熔液中形成的AlP化合物為矽非均質成核核心。但AlP質點易於聚集，故單純用P變質不能長效變質。RE原子在AlP非均質核心周圍，阻止AlP核聚集，且不同的La、Ce、Nd、Pr配比組成的RE效果不同，因此RE和P的共同作用使變質後初晶矽晶體尺寸長期(8小時)維持
註1、表中MY代號意義為A、NaH B、NaNH2C、LiH D、Ca(NH2)2；2、表中滷化物代號意義為A、ClCH2CO2CH3B、實施例二將鑄造汽車空調壓縮機V5缸體用ADC14合金熔化成液體，在爐中過熱到820℃～840℃，保溫20分鐘，扒去浮渣。在800℃～840℃溫度範圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重複合精變劑，並進行攪拌。雙重複合精變劑中各元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～10％、Cu10～30％和Al55～80％，加入量為鋁合金熔液的0.3～10％。在740℃～800℃溫度範圍內用脫水的氮氣進行20分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，即可達到雙重變質精煉的效果。變質效果能維持6～8小時，重熔後仍能保持變質效果。精煉效果能維持6～10小時，無汙染。壓鑄後廢品率低於2％。變質後T6、T7態的機械性能如下表
實施例三將汽車空調7V16缸體用R14(Si14～16％)合金熔化成液體，在爐中過熱到800℃～860℃，保溫20分鐘，扒去浮渣。在800℃～840℃溫度範圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重複合精變劑，並進行攪拌。雙重複合精變劑中各元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～10％、Cu10～30％和Al55～80％，加入量為鋁合金熔液的0.8～5％。在740℃～800℃溫度範圍內用脫水的氬氣進行25分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，變質效果能維持6～8小時，無汙染，重熔後仍能保持變質效果。精煉效果能維持6～10小時。壓鑄生產後鑄件的測試數據列於下表
實施例四將Al-Si(18％)合金熔化成液體，在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15分鐘，扒去浮渣。在780℃～860℃溫度範圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重複合精變劑，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％，精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％。並進行攪拌，使雙重複合精變劑充分熔入鋁合金液體中。在740℃～800℃溫度範圍內用純氬進行15分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁矽合金熔液，無汙染。初矽平均尺寸隨保溫時間的變化列於下表
權利要求
1.一種過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，主要包括以下步驟1)將過共晶鋁矽合金熔化成液體；2)合金液體在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15～30分鐘，扒去浮渣；3)在780℃～860℃溫度範圍內加入雙重複合精變劑，並進行攪拌，使雙重複合精變劑充分熔入鋁合金液體中，雙重複合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％；4)在740℃～800℃溫度範圍內用惰性氣體進行10～30分鐘吹煉攪拌；5)鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁矽合金熔液。
2.按權利要求1所述的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，其特徵在於所述的合金液體在爐中過熱到溫度為820℃～840℃。
3.按權利要求1所述的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，其特徵在於所述的加入雙重複合精變劑的溫度為800℃～840℃。
4.按權利要求1所述的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，其特徵在於所述的雙重複合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.8～5％。
5.按權利要求1所述的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，其特徵在於所述的用氬氣進行吹煉攪拌的溫度範圍為750℃～780℃。
6.權利要求1所述的過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法，其特徵在於所述的惰性氣體為脫水的氬氣或氮氣。
7.一種用於權利要求1所述過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法的雙重複合精變劑，由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％。
8.按權利要求7所述的雙重複合精變劑，其特徵在於所述的元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～12％、Cu10～30％和Al55～80％。
全文摘要
本發明涉及一種過共晶鋁矽合金雙重複合變質精煉方法。將過共晶鋁矽合金熔化成液體，並在爐中過熱到800℃－860℃，保溫15－30分鐘，扒去浮渣；加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu、Al組成的雙重複合精變劑，並進行攪拌；然後，用惰性氣體作10－30分鐘吹煉攪拌，鎮靜孕育。用本方法熔煉的過共晶鋁矽合金，可實現共晶矽和初晶矽雙重變質，且初晶矽尺寸長期(8小時)維持在50um以下。精煉淨化效果也能保持5－10小時，無汙染。
文檔編號C22C21/04GK1392277SQ0211112
公開日2003年1月22日 申請日期2002年3月21日 優先權日2002年3月21日
發明者唐多光, 張金龍, 毛協民 申請人:上海大學