[發明專利]一種磷化物變質劑

無效

• 申請號: 200910087743.6
• 申請日: 2009-06-24
• 公開（公告）號: CN101580908A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發明（設計）人: 張英;任智森;肖陽
• 申請（專利權）人: 中國鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/06
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心
• 代理人: 李迎春

技術領域

一種磷化物變質劑，涉及一種汽車活塞用耐磨鋁硅合金的磷變質劑。

背景技術

過共晶鋁硅合金比重小、熱膨脹系數低、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，日本就將過共晶鋁硅合金用于車輛制造，在澳大利亞，該合金用于制作全鋁汽車汽缸鑄件，美國、德國、法國、前蘇聯也有類似牌號。

由于原始組織的硅相粗大，材料的性能嚴重降低，采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，但由于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P₂O₅煙霧，雖與熔劑等其它成分混合壓塊后壓入熔體，但仍會冒出大量煙氣，致使吸收率低，環境污染大。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，主要用于含銅過共晶鋁硅合金。破碎成一定塊度后盡快使用，以防止其表面氧化。劉相法等(中國專利，鋁-磷-銅中間合金及其制備方法，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1000℃。劉相法等(中國專利，一種低熔點銅-磷基中間合金及其制備方法，ZL?200310105444.3)在銅-磷中間合金的基礎上，1100-1400℃時在純銅中，加入硅、磷、鎳、銻、鉍、錳或銀等，制備熔點較低(640-700℃)的中間合金。中間合金的缺點是熔點高，流程長，能耗高。

另外，還可以采用磷的化合物來變質初晶硅，如PNC1、P₂O₃+A1PO₄等。吳樹森等(中國專利，鑄造高硅鋁硅合金的雙重變質劑，專利號ZL?00131196.4)發明了一種含磷和鍶的變質劑，采用磷鹽(如PCl₅或PNCl₂)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。

由于以上變質劑的使用并不理想，制約了國內過共晶鋁硅合金的工業化生產。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，減小污染的磷化物變質劑。

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，其特征在于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％，余量為磷化物。

本發明的一種磷化物變質劑，其特征在于所述的磷化物為堿金屬或堿土金屬的磷化物。

本發明的一種磷化物變質劑，其特征在于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，其特征在于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，適用于亞共晶鋁硅合金，共晶鋁硅合金及過共晶鋁硅合金的變質，及含銅及不含銅的鋁硅合金的變質，可用于制備鋁-磷-X中間合金。

本發明的一種磷化物變質劑，由于原位生成磷原子，活性高，反應速度快，加入時無煙氣放出，顯著減少環境污染；操作溫度低，反應速度快，制備流程短，能耗低，效率高，生產成本低；毒性小，變質效果穩定，試劑常見，易于獲得。

具體實施方式

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％，余量為磷化物。其中磷化物為堿金屬或堿土金屬的磷化物；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壓力下壓塊后，盡快使用，最好用時現配。變質及隨后的熔煉過程中，可用惰性氣體覆蓋在熔體表面，減少磷的失效。

實施例1