[發明專利]高硅鋁合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201510272425.2
• 申請日: 2015-05-26
• 公開（公告）號: CN104831132B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 田永;劉志祥;畢紅興;王建波;何霞;盧國洪;袁崇勝;劉惠軍;匡美淑;段祖榮;康萬福;王正勇;周杰;徐朝省;魯必耀;張忠益;趙興凡;任承偉;趙茂庚
• 申請（專利權）人: 云南永昌硅業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/02;C22C1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明屬于材料領域，具體而言，本發明涉及高硅鋁合金及其制備方法。

背景技術

目前，隨著科技的發展，鋁合金在國民經濟和日常生活中因其密度低、強度好、耐腐蝕性好、導電和導熱性能良好、可鑄造、可焊接以及良好加工性能等優良品質而得到廣泛的應用，囊括了交通運輸、包裝容器、建筑裝飾、航空航天、機械電器、電子通訊、石油化工、能源動力、文化衛生等行業，成為發展國民經濟與提高人民物質和文化生活的重要基礎材料。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種高硅鋁合金及其制備方法。利用該方法可以制備得到硅含量為50％以上的硅鋁合金。

首先，根據本發明的一個方面，本發明提出了一種高硅鋁合金，包含：40-55重量％的硅和45-60重量％的鋁。由此該高硅鋁合金具有良好的鑄造耐磨性、抗腐蝕性、較大的抗拉強度以及具有熱膨脹系數小、機械加工性能良好的優點。

在本發明的一些實施例中，上述高硅鋁合金包含：49-55重量％的硅；45-58重量％的鋁；0.17-0.20重量％的鐵；以及110-180ppm的鈣。

其次，根據本發明的另一方面，本發明還提出了制備前面所述的高硅鋁合金的方法，包括：將硅熔體與鋁塊進行混合，以便利用所述硅熔體的熱量熔化所述鋁塊，并得到硅鋁混合熔液；將所述硅鋁混合熔液進行澆鑄，以便獲得所述高硅鋁合金。

由此，本發明上述實施例的制備高硅鋁合金的方法使高溫的硅熔體與鋁塊混合，巧妙地利用高溫硅熔體的余熱，可以有效地制備得到硅含量達到50％的鋁合金。本發明上述實施例的制備高硅鋁合金的方法打破傳統用中頻爐對硅塊進行熱熔后再加入鋁液的生產硅鋁合金的方法束縛。充分利用生產工業硅過程中的高溫硅熔體的大量熱能，整個生產過程均為余熱再利用過程，無需依靠動力或燃料增加熱能，節約了大量能源，省略了傳統工藝中的升溫加熱環節，顯著降低了成本。

在本發明的一些實施例中，所述硅熔體來自工業生產硅過程中的高溫硅熔體。

在本發明的一些實施例中，所述硅熔體的溫度為1500-1550攝氏度。

在本發明的一些實施例中，將所述硅熔體與鋁塊在合金生產爐內進行混合。

在本發明的一些實施例中，將硅熔體與鋁塊進行混合按照下列步驟進行：預先將所述鋁塊放入所述合金生產爐內；向盛放有所述鋁塊的合金生產爐內澆入所述硅熔體，以及攪拌至所述鋁塊熔化。

在本發明的一些實施例中，所述澆鑄的厚度為50-120毫米。

具體實施方式

首先，根據本發明的一個方面，本發明提出了一種高硅鋁合金。根據本發明具體實施例的高硅鋁合金中包含：40-55重量％的硅和45-60重量％的鋁。由此該高硅鋁合金具有良好的鑄造耐磨性、抗腐蝕性、較大的抗拉強度以及具有熱膨脹系數小、機械加工性能良好的優點。

根據本發明的具體實施例，上述高硅鋁合金包含：49-55重量％的硅；45-58重量％的鋁；0.17-0.20重量％的鐵；以及110-180ppm的鈣。由此，該高硅鋁合金具有良好的綜合性能，例如具有良好的鑄造耐磨性、抗腐蝕性、較大的抗拉強度以及具有熱膨脹系數小的優點。

根據本發明的另一方面，本發明還提出了一種制備前面所述的高硅鋁合金的方法。根據本發明具體實施例的制備高硅鋁合金的方法包括：將硅熔體與鋁塊進行混合，以便利用所述硅熔體的熱量熔化所述鋁塊，并得到硅鋁混合熔液；將所述硅鋁混合熔液進行澆鑄，以便獲得所述高硅鋁合金。

由此，本發明上述實施例的制備高硅鋁合金的方法使高溫的硅熔體與鋁塊混合，巧妙地利用高溫硅熔體的余熱，可以有效地制備得到硅含量達到50％的鋁合金。本發明上述實施例的制備高硅鋁合金的方法打破傳統用中頻爐對硅塊進行熱熔后再加入鋁液的生產硅鋁合金的方法束縛。充分利用生產工業硅過程中的高溫硅熔體的大量熱能，整個生產過程均為余熱再利用過程，無需依靠動力或燃料增加熱能，節約了大量能源，省略了傳統工藝中的升溫加熱環節，顯著降低了成本。

根據本發明的具體實施例，在鋁合金生產中，通常在電解鋁液中添加高達50％的工業硅來制備高硅鋁合金，但是該方法從生產工藝能耗、設備損耗、生產成本等方面考慮均不經濟，具體地，該方法中柴油消耗為正常生產鋁合金的2.5-3倍，電能消耗為正常生產鋁合金的1.5-2倍，相比之下，本發明上述實施例的制備高硅鋁合金的方法不僅工藝簡單，且能耗低，進而可以顯著節省成本。