[發明專利]一種鋁硅合金變質劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610069744.8
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN105603236B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 張廣安;許忠倉;張雨瀟
• 申請（專利權）人: 中山市三豐金屬鍛造有限公司;遼寧工業大學
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C21/04
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙)11369
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明涉及一種鋁硅合金變質劑，尤其是一種用于具有過共晶或共晶成分鋁硅合金的鋁硅合金變質劑。

背景技術

鋁硅合金力學性能主要取決于硅粒子的形狀和分布狀態,初晶硅如果既細小又圓滑,同時分布均勻,則合金既有高的塑性,又有相當高的強度。在鋁硅合金變質中真正起到變質作用的是磷化鋁晶核，它是初晶硅形核的核心。以赤磷、磷鹽或磷銅中間合金等形式加入都存在著許多缺點：赤磷的燃點低(240℃)，變質處理時釋放出大量有毒的P₂0₅氣體，嚴重污染環境；磷鹽變質效果不穩定，使用過程中也存在環境污染問題；磷銅中間合金密度大、熔點高，需要較高的變質溫度和較長的變質孕育時間，且加入到鋁合金熔體中后易沉淀、難熔化，變質效果不穩定。采用熔鑄法制備含磷中間合金，變質劑含磷量低、磷化鋁顆粒粗大和呈團簇狀分布、變質效果差。

因此，一種能夠解決合金變質在制備過程中溫度高、需要較長孕育時間以及變質效果差等問題的鋁硅合金變質劑的制備方法成為解決問題的關鍵。

發明內容

作為各種廣泛且細致的研究和實驗的結果，本發明的發明人已經發現：通過一次或多次擠壓，使鋁晶粒與磷顆粒產生極大變形而生成大量高能量新鮮表面，為生成磷化鋁創造了非常有利的反應條件，在較低溫度下即可生成極細小潔凈的磷化鋁。

本發明的一個目的提供一種鋁硅合金變質劑的制備方法，采用純固態粉末擠壓燒結法制備鋁硅合金變質劑，可直接制備含有大量磷化鋁晶核的變質劑，高效無污染。

為實現上述目的，本發明提供一種鋁硅合金變質劑的制備方法，包括如下步驟：

a、在純鋁粉中加入磷粉，其中磷粉與鋁粉的質量比為1:1～19；將所述磷粉與鋁粉攪拌均勻，壓制成棒狀物；

b、將步驟a中制得的棒狀物，在300～380℃下，加熱燒結1～3h，形成致密體；

c、將經過步驟b加熱燒結后的致密體置于模具中，在100～250℃，壓強為100～300Mpa下，進行一次或多次擠壓；

d、將經過步驟c擠壓后的致密體，在200-600℃下，反應燒結5-60min，即制得所述鋁硅合金變質劑。

優選的是，步驟a中所述磷粉與鋁粉的質量比為1:3～16。

優選的是，步驟a中所述磷粉與鋁粉的質量比為1:5～12。

優選的是，步驟a中所述磷粉與鋁粉的質量比為1:8～10。

優選的是，步驟a中所述磷粉與鋁粉的質量比為1:9。

優選的是，步驟b和步驟d中的加熱裝置為電阻爐。

優選的是，所述鋁硅合金變質劑的有效加入量為0.2％～1.0％。

優選的是，步驟c中所述擠壓方式包括正擠壓、反擠壓、側向擠壓、等徑角擠壓中的任意一種或多種。

本發明的有益效果是：1、用固態法生產磷化鋁變質劑，開發了全新的鋁硅合金變質劑生產方法，具有質量好、效率高、工藝簡單，生產和變質過程沒有污染；2、含磷量可以在0.5％-50％之間隨意調整，不受其他因素限制；3、經過擠壓后，鋁晶粒與P顆粒產生極大變形而生成大量高能量新鮮表面，為生成磷化鋁創造了非常有利的反應條件，在較低溫度下即可生成極細小潔凈的磷化鋁；4、由于擠壓后生成的磷化鋁潔凈細小，能夠成為硅的晶核的數量大大增加，變質效果明顯改善，初晶硅尺寸可以控制在30μm以下；5、由于在變質劑中已生成磷化鋁，無需像其它變質劑那樣在鋁熔體中需要反應溫度和反應時間，大大簡化了變質工藝；6、由于該合金變質劑可以在線加入，降低了鋁硅合金的熔煉溫度和時間，減少了合金的吸氣和氧化，提高了合金熔煉質量，降低了成本。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。

實施例1

a、在純鋁粉中加入磷粉，其中磷粉與鋁粉的質量比為1:9；將所述磷粉與鋁粉攪拌均勻，壓制成棒狀物；

b、將制得的棒狀物置于電阻爐中，在350℃下，加熱燒結2h，形成致密體；

c、將的致密體置于模具中，在180℃，壓強為200Mpa下，進行多次擠壓，其中擠壓方式為正擠壓，擠壓次數為5次；

d、將擠壓后的致密體，在400℃下，反應燒結30min，即制得所述鋁硅合金變質劑。

實施例2

a、在純鋁粉中加入磷粉，其中磷粉與鋁粉的質量比為1:19；將所述磷粉與鋁粉攪拌均勻，壓制成棒狀物；

b、將制得的棒狀物置于電阻爐中，在380℃下，加熱燒結1h，形成致密體；