[發明專利]一種高硅鋁合金的變質處理方法

有效

• 申請號: 201310038518.X
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103060629A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 田士
• 申請（專利權）人: 西南鋁業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/06;B22D27/20
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術領域

本發明屬于合金材料技術領域，尤其涉及一種高硅鋁合金的變質處理方法。

背景技術

高硅含量的鋁合金是一種重要的鑄造鋁合金，其具有線膨脹系數小、密度小、耐磨、耐熱、尺寸穩定性好等優良性能，特別適用于制造輕質、耐磨耐高溫的零件，是航天、航空、汽車、電子業等行業的重要加工材料。并且由于鋁元素的含量在地殼金屬元素中位列第一，密度僅為2.72g/cm³，從而使鋁基合金的密度也較小，同時硅元素作為高硅鋁合金的主要合金元素加入，提高了合金的鑄造性能，改善了流動性，降低了熱分裂傾向性，較少了縮松，提高了氣密性，可獲得組織致密的鑄件，因此鑄造高硅鋁合金的應用前景廣闊。

在高硅鋁合金的常規凝固組織中，硅元素以初晶硅和共晶硅的形式存在。在常規鑄造條件下，由于冷速較低，將導致初晶硅及共晶硅相粗大，初晶硅一般呈粗大的板片狀、多角形塊狀，共晶硅則呈粗大針片狀，均對基體性能有削弱作用。因此工業生產的高硅鋁合金必須對其硅相進行變質處理，以提高其產品力學性能。

目前研究較多的變質處理方法為添加變質劑，并且根據高硅鋁合金硅相細化變質的對象不同可將變質處理分為三種：初晶硅變質處理、共晶硅變質處理及雙重變質處理。

對于初晶硅變質處理通常采取加磷的方法，磷作為初晶硅常用的有效變質劑，在合金液中容易與鋁反應生成熔點較高的AlP化合物，作為初生硅的晶核，使初生硅細化。磷除了起異質核心作用外，還可吸附在初晶硅面上，使其產生多重孿晶，使初晶硅形貌由樹枝狀至薔薇狀至顆粒狀變化，高硅鋁合金的共晶硅無需形核，可直接依附于初晶硅生長，因此，磷在細化初晶硅的同時，也間接地細化了共晶硅，但對其形貌的改變作用甚小，只有進行磷與其他元素復合變質，才能細化共晶硅，同時改變其形貌。

對于共晶硅的變質，通常加入鍶、鈉等變質劑，鈉和鍶元素在凝固過程中，使共晶硅由粗大片狀變成細小的纖維狀。

但由于現有高硅鋁合金的大生產均按照常規鋁合金生產方式進行，所有爐料均在熔煉爐中進行化料，化料完畢后轉移至靜置爐進行成分分析和硅相變質，然后進行鑄造。由于大生產成分分析和鑄造時間較長，在常規溫度下長時間保溫使硅相聚集長大，導致變質劑效果衰退。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種高硅鋁合金的變質處理方法，該方法處理的變質效果較穩定。

本發明提供了一種高硅鋁合金的變質處理方法，包括以下步驟：

將10~20重量份的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660℃~700℃的低溫；

將80~90重量份的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。

優選的，所述高硅鋁合金為含硅量≥7wt%的鋁合金。

優選的，所述過熱處理的溫度為800℃~1000℃。

優選的，所述過熱處理的時間為10~30min。

優選的，所述快速升溫的速率為2~4℃/min。

優選的，所述過熱處理前包括：加熱熔化后，進行成分分析并調整成分。

優選的，所述保持660℃~700℃的低溫在靜置爐中進行。優選的，所述過熱處理在熔化爐中進行。

本發明提供了一種高硅鋁合金的變質處理方法，該方法將10~20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660℃~700℃的低溫；將80~90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。與現有技術添加變質劑進行變質處理相比，本發明通過過熱處理對高硅鋁合金進行變質處理，首先，在過熱處理的狀態下，高硅鋁合金中的硅原子不會聚集和長大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質劑；其次，本發明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時間，從而可以保持較穩定的變質效果。

附圖說明

圖1為本發明實施例1中得到鑄造后的高硅鋁合金的顯微組織照片；

圖2為未經處理的4032鋁合金的顯微組織照片。

具體實施方式

本發明提供了一種高硅鋁合金的變質處理方法，包括以下步驟：將10~20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660℃~700℃的低溫；將80~90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。