一種磷化物變質劑的製作方法
2023-05-25 01:07:06 3
專利名稱：一種磷化物變質劑的製作方法
技術領域：
一種磷化物變質劑，涉及一種汽車活塞用耐磨鋁矽合金的磷變質劑。
背景技術：
過共晶鋁矽合金比重小、熱膨脹係數低、尺寸穩定性好、導熱能力強、耐 磨性能優異，是一種重要的鑄造合金，廣泛應用在航天航空、交通運輸、機械 加工行業，尤其是汽車行業，是理想的活塞材料，可替代鋼鐵，顯著減輕零件
重量，符合國家大力提倡的"節能減排"的需要。早在30年代，日本就將過共晶 鋁矽合金用於車輛製造，在澳大利亞，該合金用於製作全鋁汽車汽缸鑄件，美 國、德國、法國、前蘇聯也有類似牌號。
由於原始組織的矽相粗大，材料的性能嚴重降低，採用磷進行變質是迄今
為止最常用和有效的解決方法。磷變質劑的種類主要有赤磷、磷化物、含磷 中間合金等。
赤磷雖有較好的細化作用，但由於磷的燃點和升華溫度低，細化處理時燃 燒激烈，產生大量有毒的P205煙霧，雖與熔劑等其它成分混合壓塊後壓入熔體， 但仍會冒出大量煙氣，致使吸收率低，環境汙染大。同時赤磷燃點低儲運也不 安全，因此已逐漸被淘汰。
含磷的中間合金主要是磷-銅中間合金，以及鋁-磷-銅、鎳-磷-銅(-X)等
在前者基礎上改進的中間合金，主要用於含銅過共晶鋁矽合金。破碎成一定塊 度後儘快使用，以防止其表面氧化。劉相法等(中國專利，鋁-磷-銅中間合金及
其製備方法，專利號ZL 01107704.2)發明了一種含銅的鋁磷中間合金，變質劑 加入溫度高達100CTC。劉相法等(中國專利， 一種低熔點銅-磷基中間合金及其 製備方法，ZL 200310105444.3)在銅-磷中間合金的基礎上，1100-140CTC時
在純銅中，加入矽、磷、鎳、銻、鉍、錳或銀等，製備熔點較低(640-70CTC) 的中間合金。中間合金的缺點是熔點高，流程長，能耗高。 另外，還可以採用磷的化合物來變質初晶矽，女B PNC1、 P203+A1P04等。吳 樹森等(中國專利，鑄造高矽鋁矽合金的雙重變質劑，專利號ZL 00131196.4) 發明了一種含磷和鍶的變質劑，採用磷鹽(如PCIs或PNCI2)加磷。這些磷鹽 變質劑毒性大、變質效果不穩定，實際生產中很少使用。
由於以上變質劑的使用並不理想，制約了國內過共晶鋁矽合金的工業化生產。因此，急需開發新的高效綠色磷變質劑。
發明內容
本發明的目的是針對上述已有技術存在的不足，提供一種能有效提高磷的 活性，減少磷的氧化，加快磷與鋁的反應，降低加入溫度，提高磷吸收率，減 小汙染的磷化物變質劑。
本發明的目的通過以下技術方案實現的。
一種磷化物變質劑，其特徵在於該變質劑的重量百分比組成為鋁粉
5%—30%，氯化物10%-50%，氟化物5%-20%，餘量為磷化物。
本發明的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的磷化物為鹼金屬或鹼土金 屬的磷化物。
本發明的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的氯化物為氯化鉀或氯化鈉。 本發明的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的氟化物為選自氟化鉀、氟
化鈉、氟硼酸鉀、氟硼酸鈉、氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉、氟鋁酸鉀或氟鋁酸鈉中的
一種或一種以上的混合物。
本發明的一種磷化物變質劑，適用於亞共晶鋁矽合金，共晶鋁矽合金及過
共晶鋁矽合金的變質，及含銅及不含銅的鋁矽合金的變質，可用於製備鋁-磷-x
中間合金。
本發明的一種磷化物變質劑，由於原位生成磷原子，活性高，反應速度快， 加入時無煙氣放出，顯著減少環境汙染；操作溫度低，反應速度快，製備流程 短，能耗低，效率高，生產成本低；毒性小，變質效果穩定，試劑常見，易於 獲得。
具體實施例方式
一種磷化物變質劑，該變質劑的重量百分比組成為鋁粉5%—30%，氯化 物10%-50%，氟化物5%-20%，餘量為磷化物。其中磷化物為鹼金屬或鹼土金 屬的磷化物；氯化物為氯化鉀或氯化鈉；氟化物為選自氟化鉀、氟化鈉、氟硼 酸鉀、氟硼酸鈉、氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉、氟鋁酸鉀或氟鋁酸鈉中的一種或一種 以上的混合物。
使用時把粉末狀的磷化物與其它化合物混合均勻、在4-6MPa壓力下壓塊 後，儘快使用，最好用時現配。變質及隨後的熔煉過程中，可用惰性氣體覆蓋 在熔體表面，減少磷的失效。
實施例1
在坩堝中放入5.00Kg鋁矽合金錠，加熱。取磷化鈣粉末46克，鋁粉10克，氯化鉀50克，氟鈦酸鉀20克，混勻，在5MPa下壓製成塊，裝入塑膠袋， 放在乾燥器中保存。待鋁合金錠熔化完全，扒去浮渣，升溫至75CTC。用壓板壓 入塊狀變質劑，並輕輕擺動，待燃燒的火苗熄滅後，提起壓板。用預熱過的工 具攪拌合金熔液，靜置30分鐘，取樣1。再靜置30分鐘，澆鑄，取樣2。對樣 品1和樣品2進行金相分析，矽相分布均勻，樣品1中初晶矽平均大小35微米， 樣品2中初晶矽平均大小30微米，兩個樣品均符合以下條件100倍下，同一 視野中，大於50微米的初晶矽不超過1個，無超過70微米的初晶矽。 實施例2
在坩堝中放入10.00Kg鋁矽合金錠，加熱。取磷化鈉粉末25克，鋁粉5克， 氯化鉀27.5克，氯化鈉22.5克，氟硼酸鉀10克，氟鋁酸鉀10克，混勻，在 6MPa下壓製成塊，裝入塑膠袋，放在乾燥器中保存。待鋁合金錠熔化完全，扒 去浮渣，升溫至75CTC。用壓板壓入塊狀變質劑，並輕輕擺動，待燃燒的火苗熄 滅後，提起壓板。用預熱過的工具攪拌合金熔液，靜置30分鐘，取樣1。再靜 置30分鐘，澆鑄，取樣2。對樣品1和樣品2進行金相分析，矽相分布均勻， 樣品1中初晶矽平均大小32微米，樣品2中初晶矽平均大小30微米，兩個樣 品均符合以下條件100倍下，同一視野中，大於50微米的初晶矽不超過1個， 無超過70微米的初晶矽。 實施例3
在坩堝中放入20.00Kg鋁矽合金錠，加熱。取磷化鈣粉末59克，鋁粉44 克，氯化鈉15克，氟鈦酸鉀15克，氟鋁酸鉀15克，混勻，在5MPa下壓制
成塊，裝入塑膠袋，放在乾燥器中保存。待鋁合金錠熔化完全，扒去浮渣，升 溫至75(TC。在熔體表面通入氬氣，用壓板壓入塊狀變質劑，並輕輕擺動，待燃 燒的火苗熄滅後，提起壓板。用預熱過的工具攪拌合金熔液，靜置30分鐘，取 樣1。再靜置30分鐘，澆鑄，取樣2。對樣品1和樣品2進行金相分析，矽相 分布均勻，樣品1中初晶矽平均大小33微米，樣品2中初晶矽平均大小28微 米，兩個樣品均符合以下條件100倍下，同一視野中，大於50微米的初晶矽 不超過1個，無超過70微米的初晶矽。 實施例4
在坩堝中放入3.00Kg鋁矽合金錠，加熱。取磷化鈣粉末18克，鋁粉36克， 氯化鉀60克，氟鋁酸鉀6克，混勻，在4MPa下壓製成塊，裝入塑膠袋，放在 乾燥器中保存。待鋁合金錠熔化完全，扒去浮渣，升溫至72CTC。在熔體表面通 入氬氣，用壓板壓入塊狀變質劑，並輕輕擺動，待燃燒的火苗熄滅後，提起壓板。用預熱過的工具攪拌合金熔液，把熔液升溫至80(TC，靜置30分鐘，降溫 至70CTC取樣1。再靜置30分鐘，澆鑄，取樣2。對樣品1和樣品2進行金相 分析，矽相分布均勻，樣品1中初晶矽平均大小25微米，樣品2中初晶矽平均 大小22微米，兩個樣品均符合以下條件100倍下，同一視野中，大於50微 米的初晶矽不超過1個，無超過70微米的初晶矽。
權利要求
1.一種磷化物變質劑，其特徵在於該變質劑的重量百分比組成為鋁粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，餘量為磷化物。
2. 根據權利要求1所述的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的磷化物為鹼 金屬或鹼土金屬的磷化物。
3.根據權利要求1所述的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的氯化物為氯 化鉀或氯化鈉。
4.根據權利要求1所述的一種磷化物變質劑，其特徵在於所述的氟化物為選 自氟化鉀、氟化鈉、氟硼酸鉀、氟硼酸鈉、氟鈦酸鉀、氟鈦酸鈉、氟鋁酸鉀或 氟鋁酸鈉中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
一種磷化物變質劑，涉及一種汽車活塞用耐磨鋁矽合金的磷變質劑。其特徵在於該變質劑的重量百分比組成為鋁粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，餘量為磷化物。本發明的一種磷化物變質劑，由於原位生成磷原子，活性高，反應速度快，加入時無煙氣放出，顯著減少環境汙染；操作溫度低，反應速度快，製備流程短，能耗低，效率高，生產成本低；毒性小，變質效果穩定，試劑常見，易於獲得。
文檔編號C22C21/02GK101580908SQ20091008774
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月24日 優先權日2009年6月24日
發明者任智森, 英 張, 陽 肖 申請人:中國鋁業股份有限公司