一種鋁–釔–磷中間合金的製備方法
2023-07-20 03:43:36
一種鋁–釔–磷中間合金的製備方法
【專利摘要】本發明屬金屬材料領域，特別涉及一種鋁–釔–磷中間合金的製備方法。該製備方法，包括以下步驟：按照質量百分比準備原料：鋁-釔合金，鋁–磷中間合金 ，餘量為工業純鋁；將鋁、鋁–磷中間合金、鋁–釔合金分別熔化；攪拌條件下將熔化後的鋁–磷中間合金、鋁–釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。本發明採用先分別熔化然後再混合的方式製備鋁–釔–磷中間合金，從而使磷化釔粒子在加入到鋁-矽合金熔體中後，能夠與鋁熔體原位反應生成磷化鋁，為初晶矽相提供了異質形核襯底；同時釋放出釔元素，發揮對共晶矽相的變質作用；可實現對共晶及過共晶鋁-矽合金內矽相的高效雙重變質，顯著提高合金的力學性能。
【專利說明】一種鋁-釔-磷中間合金的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬金屬材料領域，特別涉及一種鋁-釔-磷中間合金的製備方法。
【背景技術】
[0002]在工業生產中，一般採用加磷的方法對共晶及過共晶鋁-矽系合金中的初晶矽進行變質處理，主要包括含赤磷粉的混合細化劑、磷鹽複合細化劑以及含磷中間合金。其中赤磷和磷鹽細化劑在使用過程中放出大量的五氧化二磷有毒氣體，嚴重地汙染環境，並且磷燒損嚴重，吸收率極低，變質效果不穩定。
[0003]目前，應用較廣泛的含磷中間合金主要包括以下幾種:銅-磷、鋁-銅-磷、鋁-鐵-磷、鋁-矽-磷、鋁-鋯-磷等中間合金。對於銅-磷中間合金而言，其熔點高，加入後難熔化，而且密度大，易產生沉澱偏析，變質效果不穩定，不適合電阻爐等靜置爐的使用。同時，該中間合金的使用增加了合金中的銅含量，從而限制了其在不要求含銅的鋁合金中的應用。但是鋁-銅-磷、鋁-鐵-磷、鋁-矽-磷這三種鋁基中間合金，P均以AlP形式存在於中間合金體系中，由於AlP易於與空氣中的水蒸氣反應而氧化、水解，從而導致中間合金中的磷含量在保存過程中逐步降低。申請號為ZL200910016834.0的中國專利報導了一種鋁-鋯-磷中間合金及其製備方法，在該中間合金內磷以磷化鋯的形式存在，其對共晶及過共晶鋁-矽合金具有良好的變質、細化效果。但是其製備方法是將含有鋯元素的氟鹽加入到鋁液反應，氟鹽與鋁液反應過程中會腐蝕熔煉坩堝和工具，同時反應過程中釋放出氟化物的有毒氣體和煙霧。
[0004]鋁-釔-磷中間合金中的P以磷化釔形式存在於中間合金體系中，而磷化釔粒子在加入到鋁-矽合金熔體中後，能夠與鋁熔體原位反應生成磷化鋁，為初晶矽相提供了異質形核襯底；同時釋放出釔元素，發揮對共晶矽相的變質作用；可實現對共晶及過共晶鋁-矽合金內矽相的高效雙重變質，顯著提高合金的力學性能。與P以AlP形式存在的鋁基中間合金相比，鋁-釔-磷中間合金中的磷化釔性質穩定可以起到固磷作用；在鋁-釔-磷中間合金的存放過程中P的含量不會降低，因此在其使用過程中存在加入量少、細化效果穩定的優點。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種能使P以穩定形式存在的鋁-釔-磷中間合金的製備方法。
[0006]本發明的技術方案:
一種鋁-釔-磷中間合金的製備方法，包括以下步驟:
(O按照下述質量百分比準備原料:鋁-釔合金43.7-53.2%，鋁-磷中間合金41.5-51.6%，餘量為工業純鋁；其中鋁-磷中間合金中鋁的質量百分比為72.5%，磷的質量百分比為7.5% ;鋁-釔合金中鋁的質量百分比為50%，釔的質量百分比為50% ；
(2)將鋁、鋁-磷中間合金、鋁-釔合金分別熔化；
(3)攪拌條件下將熔化後的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。
[0007]本發明的有益效果:
本發明採用先分別熔化然後再混合的方式製備鋁-釔-磷中間合金，從而使磷化釔粒子在加入到鋁-矽合金熔體中後，能夠與鋁熔體原位反應生成磷化鋁，為初晶矽相提供了異質形核襯底；同時釋放出釔元素，發揮對共晶矽相的變質作用；可實現對共晶及過共晶鋁-矽合金內矽相的高效雙重變質，顯著提高合金的力學性能。保溫30分鐘條件下:本發明方法製備的鋁-釔-磷中間合金可使A390鋁合金中的初晶矽尺寸細化至20μπι以下，共晶矽相由原來的粗大針狀轉變為短杆狀或點蠕狀，合金的室溫抗拉強度(鑄態下)由未細化前的140MPa提高至190MPa。
【具體實施方式】
[0008]實施例1
(1)按鋁-釔合金43.7%、鋁-磷中間合金41.5%、餘量為工業純鋁的質量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質量百分比為72.5%，磷的質量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質量百分比為50%，釔的質量百分比為50% ；
(2)分別將工業純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置於三個熔煉爐中熔化；然後在攪拌條件下將熔化後的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。可以澆鑄為錠、製備成線材或其他形狀。
[0009]實施例2
(1)按鋁-釔合金53.2%、鋁-磷中間合金41.5%、餘量為工業純鋁的質量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質量百分比為72.5%，磷的質量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質量百分比為50%，釔的質量百分比為50% ；
(2)分別將工業純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置於三個熔煉爐中熔化；然後在攪拌條件下將熔化後的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。可以澆鑄為錠、製備成線材或其他形狀。
[0010]實施例3
(1)按鋁-釔合金43.7%、鋁-磷中間合金51.6%、餘量為工業純鋁的質量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質量百分比為72.5%，磷的質量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質量百分比為50%，釔的質量百分比為50% ；
(2)分別將工業純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置於三個熔煉爐中熔化；然後在攪拌條件下將熔化後的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。可以澆鑄為錠、製備成線材或其他形狀。
【權利要求】
1.一種鋁-釔-磷中間合金的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)按照下述質量百分比準備原料:鋁-釔合金43.7-53.2%，鋁-磷中間合金41.5-51.6%，餘量為工業純鋁；其中鋁-磷中間合金中鋁的質量百分比為72.5%，磷的質量百分比為7.5% ;鋁-釔合金中鋁的質量百分比為50%，釔的質量百分比為50% ； (2)將鋁、鋁-磷中間合金、鋁-釔合金分別熔化； (3)攪拌條件下將熔化後的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先後加入到熔化後的鋁中；攪拌均勻後澆注成型。
【文檔編號】C22C21/00GK104513909SQ201310446720
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】張飛來 申請人:張飛來