[發明專利]P-Fe合金型變質劑及其運用在鋁硅合金熔煉中的工藝方法

有效

• 申請號: 201110269237.6
• 申請日: 2011-09-13
• 公開（公告）號: CN102296212A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 楊慶年;徐昌友;彭明誠;文均;陳革;夏小兵
• 申請（專利權）人: 成都銀河動力有限公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03;C22C1/06
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

技術領域

本發明涉及合金熔煉用助劑，具體來說是磷變質劑及其在鋁硅合金熔煉中的運用方法。

背景技術

目前，在鋁硅合金變質中一般采用P(磷)變質，變質劑有采用赤磷配制的變質劑及P～Cu、Al～P等中間合金，前者在處理時損耗大，煙霧對環境污染大，后者變質劑成本很高。

隨著原材料價格的上漲，降低成本勢在必行，而通過技術的革新，選擇一種新的高磷中間合金變質劑在活塞的鋁硅合金上運用，降低變質劑的成本，同時，采用在一次熔煉爐或合金熔煉中加入，減少材料的損耗。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型P-Fe合金型變質劑及其運用在鋁硅合金熔煉中的工藝方法，以減少材料損耗和降低成本。

本發明的另一目的是提供上述P-Fe合金型變質劑運用在鋁硅合金熔煉中的工藝方法。

本發明的目的是這樣實現的：一種P-Fe合金型變質劑，由按待配制鋁硅合金重量百分比計的以下組分組成：

P-Fe合金：0.1％～0.2％，

∑Re：0.1％～0.15％，

Mn：≤0.2％，

上述P-Fe合金中，P的重量含量為20％～30％，其余為Fe。

本發明的另一目的是這樣實現的：按以下步驟進行：

（1）原料破碎：使用破碎機將硅破碎為20mm～50mm的硅塊；

（2）加料熔煉：

a、先將所需的全部硅塊均勻分布于天然氣反射爐爐膛底部，然后用加料板將配備好的純鋁錠總量的60～80％進爐，將硅塊全部覆蓋，再將Cu板，Ni板加在靠近噴火口的中上層，開始點火熔化；

b、升溫至表面鋁液呈糊狀后，加入P-Fe合金型變質劑，按P-Fe合金型變質劑加入量分4～5次分散加入于熔化鋁液表面，鋁液溫度應小于680℃；將剩余純鋁錠加入，點火繼續升溫至850～880℃進行保溫擴散熔煉，保溫擴散時間為10～20分鐘；

c、經保溫擴散熔煉的鋁液靜置20～30分鐘再加入覆蓋劑和無毒精煉劑進行精煉除氣處理，用攪拌工具充分攪拌，然后打渣加鎂，再進行充分攪拌，靜置5分鐘后取一個試樣，以便觀察變質效果，待成份合格，方可出水；

（3）現場熔煉：經P-Fe型變質劑處理的鋁液轉入現場進行精練處理：鋁液溫度750～780℃，用除氣機處理12分鐘，靜置15～20分鐘，加入打渣劑進行扒渣；檢查試樣，觀察變質效果，成份合格后方可使用；

（4）采用P-Fe型合金變質劑處理后的鋁液在坩堝爐熔爐時，在保證現場用鋁液的前提下，盡量縮短精煉除氣后的停留時間。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、經過以上各材料的反復試驗，認為磷鐵變質工藝推行可行。

2、磷鐵變質工藝的推行，可大大降低成本：變質劑本身成本會降低，同時由于處理方式的改變，可降低材料損耗0.5％～1％。

3、磷鐵變質工藝的推行，可提高效率，減少環境污染。

4、由于磷鐵和稀土的加入，初晶硅更多，加之稀土的影響，鋁水的流動性相對較差，必須注意澆注溫度，以達到在保證質量前提下推廣運用的目的。

具體實施方式

1、實驗過程：

我們選擇一種含P20％～30％的P-Fe合金（P20％～30％，其余為Fe）進行試驗：

1）選擇ZL109鋁硅合金材料100kg試驗：在鋁水熔化到760℃～780℃時加入0.1%的P-Fe合金，保溫擴散30分鐘，取樣做金相，說明磷鐵完全能達到其變質效果，其初晶硅達到40um-50um，能達到其他P變質劑對初晶硅的細化程度，但有長條共晶硅。

2）根據第一次試驗，為解決共晶硅問題，我們知道∑Re對共晶硅有變質作用，在第一次試驗中同時加入0.1％-0.15％∑Re，其變質效果良好，澆注產品，按材料熱處理工藝處理，對其性能檢測如下：

硬度：HB120；

常溫抗拉強度：270Mpa；

高溫抗拉強度300℃：135Mpa；

抗拉強度360℃：73Mpa；

完全達到ZL109材料的性能要求。

3）由于磷鐵熔化時間較長，在現場試驗效率較低，對此，我們將磷鐵中間合金在配制合金時直接加入：選擇一爐ZL109反射爐進行試驗：加入量為磷鐵合金（即P-Fe合金）0.1％以及∑Re（稀土）0.1％，加入時間為第一輪加硅、加純鋁溶化到有水后加入，其余與常規合金配制工藝相同。選擇澆注的產品進行質量跟蹤按JB/T6289-2005金相標準檢測：金相一般為基體2級初晶硅≤0.05um??鐵相2～3級，產品質量未發現異常。