[發明專利]一種鋁硅磷鍶硼鑭鈦中間合金及制備方法

有效

• 申請號: 201710908583.1
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107699750B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 樊振中;熊艷才;宮玉輝;孫剛;陸政
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: C22C21/04
• 分類號: C22C21/04;C22C1/03
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 梁瑞林

本發明屬于金屬材料領域，涉及一種鑄造鋁硅合金用鋁硅磷鍶硼鑭鈦復合細化與變質中間合金及其制備方法。本發明的鋁硅磷鍶硼鑭鈦中間合金中各成分的質量百分數為：硅，12％～15％；磷，0.5％～1.5％；鍶，3％～5％；硼，0.2％～0.4％；鑭，1.5％～2.5％；鈦，0.6％～1.0％；余量為鋁。本發明鋁硅磷鍶硼鑭鈦中間合金的制備步驟如下：備料；粉碎；熔化；添加硼元素；添加鍶鑭鈦元素；澆注。本發明提出了一種鑄造鋁硅合金用鋁硅磷鍶硼鑭鈦復合細化與變質中間合金及其制備方法，大大提高了中間合金在復雜合金成分條件下，其晶粒細化與硅相變質的效果和穩定性，滿足了工程應用的需要。

技術領域

本發明屬于金屬材料領域，涉及一種鑄造鋁硅合金用鋁硅磷鍶硼鑭鈦復合細化與變質中間合金及其制備方法。

背景技術

鋁合金由于密度低、比強/剛度高、耐蝕性佳、機械加工性能優異等工藝特性，在航空、航天、兵工、電子、汽車、船舶及化工領域得到了廣泛的應用。近年來，隨著結構部件輕量化一體成形制造技術指標要求的不斷提高，對鋁合金的組織和性能要求不斷提高。鑄造鋁硅合金由于具有良好的工藝流動性能與優異的綜合機械力學性能而得到了大量的應用，獲得晶粒尺寸細小、硅相球狀形貌良好的鑄態組織是提高鋁硅鑄造合金綜合力學性能的關鍵所在，晶粒細化與硅相變質已成為提高鋁硅鑄造合金性能的重要工藝手段。目前鋁硅鑄造合金中常用的晶粒細化劑主要有Al-Ti、Al-B、Al-Ti-B與Al-Ti-C等晶粒細化劑，上述晶粒細化劑在熔體處理過程中，細化元素Ti與B極易與合金元素Si及變質元素發生交互作用，偏聚沉淀在坩堝底部，失去晶粒細化效果；鑄造鋁硅合金常用的硅相變質劑主要對共晶Si相進行形貌球化與硅相晶粒細化，對初生Si相無變質作用，單一的硅相晶粒細化或形貌球化往往無法取得較佳的變質效果，限制了細化劑與變質元素在鑄造鋁硅合金中的廣泛應用。總之，目前的可適用于鑄造鋁硅合金的多元復合細化與變質中間合金，在復雜合金成分條件下，其晶粒細化與硅相變質的效果和穩定性變差，不能滿足工程應用的需要。

發明內容

本發明的目的是：提出一種鑄造鋁硅合金用鋁硅磷鍶硼鑭鈦復合細化與變質中間合金及其制備方法，以便提高中間合金，在復雜合金成分條件下，其晶粒細化與硅相變質的效果和穩定性，滿足工程應用的需要。

本發明的技術方案是：一種鋁硅磷鍶硼鑭鈦中間合金，其特征在于，該合金中各成分的質量百分數為：硅，12％～15％；磷，0.5％～1.5％；鍶，3％～5％；硼，0.2％～0.4％；鑭，1.5％～2.5％；鈦，0.6％～1.0％；余量為鋁。

如上面所述的鋁硅磷鍶硼鑭鈦中間合金的制備方法，其特征在于，制備的步驟如下：

1、備料：按照合金中各成分的質量百分數稱取各種原料，然后將原料放入烘箱內在200℃～260℃的溫度下烘烤至少60min；原料為：99.99％的工業純鋁；結晶硅，工業純鋁與結晶硅的質量比為1：(0.2～0.4)；Al-6P中間合金，工業純鋁與Al-6P中間合金的質量比為1：(0.3～0.5)；Al-12Sr中間合金，工業純鋁與Al-12Sr中間合金的質量比為1：(0.8～1.2)；氟硼酸鉀，工業純鋁與氟硼酸鉀的質量比為1：(0.05～0.12)；Al-10La中間合金，工業純鋁與Al-10La中間合金的質量比為1：(0.2～0.45)；Al-5Ti中間合金，工業純鋁與Al-5Ti中間合金的質量比為1：(0.15～0.4)；

2、粉碎：將結晶硅與Al-6P中間合金粉碎成平均尺寸為1.0mm～2.5mm的顆粒，并均勻地平鋪于石墨黏土坩堝的底部；

3、熔化：將石墨黏土坩堝置于坩堝電阻爐中，并將工業純鋁放置于結晶硅顆粒之上，加熱到870℃～960℃，保溫2h～3h，獲得均勻的鋁硅磷熔體；

4、添加硼元素：向鋁硅磷熔體中加入氟硼酸鉀，繼續保溫30min～40min，獲得均勻的鋁硅磷硼熔體；