[發明專利]降低鋁硅合金磷變質溫度的方法

有效

• 申請號: 200710115065.0
• 申請日: 2007-11-26
• 公開（公告）號: CN101177743A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 曹新樂;劉俊東;孫敏;孟祥永;劉彬
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/04
• 代理公司: 淄博科信專利商標代理有限公司
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種降低鋁硅合金磷變質溫度的方法，屬于鋁合金熔煉工藝。

背景技術

過共晶鋁硅合金比較常用的變質方法是向鋁熔體中添加含磷變質劑，通常含磷變質劑的加入溫度都在800℃以上，溫度較高，較高的變質溫度存在以下缺點：磷元素燒損率大、實際吸收率低，能耗高，產生的煙氣多，工作環境差。然而，過共晶鋁硅合金的鑄造溫度是控制在680～720℃的，所以鋁熔體在高溫變質處理后，還仍然需要將溫度降低到680～720℃，才能鑄造。升溫降溫，巨大的溫度差，必然造成大量的熱能浪費。

發明內容

本發明的目的在于提供一種降低鋁硅合金磷變質溫度的方法，變質溫度低，磷元素燒損率小、實際吸收率高，而且避免了升溫降溫造成的熱能浪費，能耗低。

本發明所述的降低鋁硅合金磷變質溫度的方法，向鋁熔體中加入含磷變質劑，其特征在于控制溫度為680～720℃，同時施加感應磁場。

最好，感應磁場的磁場頻率選擇為1000～3000Hz，磁感應強度選擇為0.3～1T(特斯拉)。

本發明保持在原有添加含磷變質劑的基礎上，通過施加感應磁場，形成電磁攪拌，使鋁熔體中感應出渦形電流，渦形電流在磁場下受到洛倫磁力的作用，而洛倫磁力有助于提高AlP(鋁磷)質點的溶解、擴散速度及分布均勻性，從而使變質溫度降低，可由800℃降低到680～720℃，與鑄造溫度為同一個溫度，避免了升溫降溫的麻煩和熱能浪費。在有感應磁場的作用下，不僅降低了變質溫度，而且也增強了變質效果，縮短了變質孕育時間，由30～60分鐘縮短為10～30分鐘。

較多使用的含磷變質劑有鋁磷中間合金變質劑、銅磷中間合金變質劑、赤磷變質劑和黃磷變質劑等。

本發明配料和其它操作按通常的常規技術要求進行即可，感應磁場可以由增設的感應線圈獲得。

本發明通過施加感應磁場，顯著降低了鋁硅合金磷變質溫度，磷元素燒損率小、實際吸收率高，產生的煙氣少，改善了工作環境，而且避免了升溫降溫造成的熱能浪費，能耗低。

具體有益效果如下：

(1)通過施加電磁感應作用，提高含磷質點的溶解、擴散速度及分布均勻性，變質溫度從800℃降低到680℃～720℃。

(2)由于變質溫度降低，故磷元素的燒損也變少，這樣就提高了磷的實際吸收率。

(3)電磁感應作用，在降低變質溫度的同時，也縮短了變質孕育時間，提高了變質效果。初晶硅尺寸細小(平均值≤20μm)，分布均勻，且球化率高，共晶硅由針狀變為短棒狀。

(4)降低變質溫度，提高了磷的吸收率，減少了含磷中間合金的加入量，所以熔煉時產生的有害煙氣明顯變少，改善了工作環境。

熱能核算：

(1)變質溫度降低80℃，1噸鋁合金節省天然氣10m³，折合費用為20元。如果年產量按10萬噸計算，那么年節省燃氣費用達200萬元。

(2)變質溫度降低，使磷的吸收率提高10％，1噸該鋁合金可節省中間合金變質劑3kg，如果年產量按10萬噸計算，那么年可節省中間合金變質劑300噸，折合費用900萬元。

附圖說明

圖1是在無電磁作用下800℃時磷變質過共晶鋁硅合金的微觀金相組織。

圖2是在無電磁作用下720℃時磷變質過共晶鋁硅合金的微觀金相組織。

圖3是在感應磁場作用下720℃時磷變質過共晶鋁硅合金的微觀金相組織。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

如圖所示，對比圖1和圖2，在無感應磁場作用下，高溫磷變質效果明顯好于低溫磷變質效果；對比圖2和圖3，在同樣的變質溫度下，有感應磁場作用的磷變質效果明顯好于無感應磁場作用的磷變質效果，其中，感應磁場的磁場頻率選擇為1500Hz，磁場強度選擇為0.5T；對比圖1和圖3，有感應磁場作用的低溫磷變質效果好于無感應磁場作用的高溫磷變質效果。綜合分析圖1、圖2和圖3所示情況，可以得出結論：用含磷變質過共晶鋁硅合金，同時施加感應磁場作用，可以顯著降低變質溫度，而且變質效果更好。

實施例1

本發明所述的降低鋁硅合金磷變質溫度的方法，鋁熔體配料為：Si?18％、Cu?4.8％、Mg0.6％、Mn?0.05％、Ti?0.1％和余量的Al，向鋁熔體中加入鋁磷中間合金變質劑，控制溫度為690～710℃，同時施加感應磁場，感應磁場的磁場頻率選擇為2000Hz，磁感應強度選擇為0.6T，變質控制時間為20分鐘，然后進行常規鑄造即可。

實施例2