[發明專利]一種鋁鍶鎢中間合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201710453327.8
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107400805B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 張文達;白培康;陳誠誠;楊晶
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C22C21/00
• 分類號: C22C21/00;C22C1/03
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;吳立

本發明公開一種鋁鍶鎢中間合金及其制備方法，屬于新材料及冶金技術領域，采用的技術方案為：一種鋁鍶鎢中間合金，成分為AlSr₁₀Wx（x=1?5），Sr為10wt.%、W為1?5 wt.%、Al為余量；將WO₃和由CaF₂、NaCl、KCl、Na₃AlF₆組成的熔劑，混合進行球磨后預熱；將預熱后的混合粉末用鋁箔包住壓入到熔化的鋁鍶中間合金，采用聲磁耦合處理5?20min；處理后靜置5?15min扒渣出爐澆鑄；利用本方案制備鋁鍶鎢中間合金收得率高；所制備的鋁鍶鎢中間合金既可以變質鑄造鋁硅合金中共晶硅相又可以同時變質富鐵相，強化再生鋁合金中富鐵相變質效果，并可提升鋁合金的力學性能。

技術領域

本發明屬于新材料及冶金技術領域，具體涉及一種用于鑄造鋁硅合金變質用的鋁鍶鎢中間合金及其制備方法。

背景技術

在鑄造鋁硅合金（如ADC12、A356鋁合金等）中未變質的共晶硅相以粗大針狀或片狀存在且嚴重割裂基體。因此，在實際工業中為了提高合金的綜合性能，一般都需要對鑄造Al-Si合金共晶Si相進行變質。

另外，在鋁合金中加入微量的鎢，可以改變鋁合金中富鐵相的形貌，可以消除針狀富鐵相、細化骨骼狀的富鐵相，甚至顆粒化，從而減小富鐵相在鋁合金中的危害。W的熔點為3370℃，與鋁合金的熔點相差懸殊，若直接往鋁熔體中加入單質鎢，不僅難熔，而且會產生嚴重的偏析。若以WO₃的形式直接加入鋁合金中，不僅需要較高的溫度，過長的熔煉時間，從而消耗過多的能源，而且容易造成W在鋁合金中產生偏析和聚集。因此，在鑄造鋁合金富鐵相的變質過長中，W必須以鋁鎢中間合金的形式加入。

檢索發現，專利號CN200910022395.4提出了一種鋁鎢鈦中間合金及其制備方法，其按重量百分比計合金組成為：Al：40-47 wt%，Ti：8-13 wt%，W為余量，且鋁鎢鈦中間合金熔點為1900-2100℃。專利號201310628855.4提出了一種鋁鎢鈮三元素中間合金及其制備方法，其成分為25-40wt%的W，20-35wt%的Nb，0-0. 3wt%的微量元素，余量為Al，其中間合金熔點約1500-1600℃。鋁合金的熔煉溫度不宜超過750℃，如果溫度過高會造成過量的燒損，使成本增加，同時產生氧化，使質量下降，空氣中的氣體在鋁水中的溶解度增加，凝固過程中氣體析出形成氣泡造成廢品。凝固過程收縮量增大使組織致密性無法保證。而這些中間合金熔點遠高于鋁及其合金熔煉溫度，不適合鋁及其合金的熔煉，且一些采用粉末自蔓延燒結的形式制備的鋁鎢中間合金，用于鈦合金的生產需要添加KClO₃等危險試劑。含W的量較高，鋁鎢中間合金的熔點仍然高于鋁的熔點。

通常的做法是先加入AlSr中間合金改變富鐵相的形貌，然后再加入變質劑對Al-Si合金進行變質處理。經這兩個步驟處理后Al-Si合金組織內的共晶Si相和富鐵相都得到了細化，從而提升了材料的性能。然而這種處理工藝中共晶Si相和富鐵相變質過程是分開進行的，即分別采用鋁鍶中間合金和鋁錳中間合金變質硅和鐵，將過多的使用中間合金，增加工藝環節，增大工時和提升了生產成本，也增大引入雜質的幾率。因此，能否同時進行共晶Si相和富鐵相的變質這兩個過程已經成為一個很重要的研究問題。

針對現有技術不足，本發明的中間合金是既可以變質鑄造鋁硅合金中共晶硅相又可以同時變質富鐵相的一種中間合金，在鋁合金的熔煉過程中將中間合金加入，便可以有效避免由于金屬鎢的熔點遠遠高于其他金屬而造成的變質效果不好，同時使硅相變質，鑄造鋁硅合金熔煉工藝過程。

發明內容

本發明的目的是為了針對現有技術的不足，提供一種鋁鍶鎢中間合金及其制備方法。

為實現此目的，本發明的技術方案如下：

一種鋁鍶鎢中間合金成分為AlSr₁₀Wx（x=1-5），按重量百分比計合金組成為：Sr為10wt.%、W為1-5 wt. %、Al為余量。