[發(fā)明專利]一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)劑及其變質(zhì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910018761.2
• 申請(qǐng)日: 2019-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN109487107B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋東福;楊莉;王順成;趙愈亮;鄭開宏;張衛(wèi)文;韓軍鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東省材料與加工研究所
• 主分類號(hào): C22C1/06
• 分類號(hào): C22C1/06;C22C21/04
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢翔宇

本發(fā)明公開了一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)劑及其變質(zhì)方法，涉及鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)領(lǐng)域。該復(fù)合變質(zhì)劑包括Mn劑、Al?RE中間合金和Al?Sr中間合金組成，其中Mn劑為Al?Mn中間合金或Mn添加劑，Mn劑的添加比例為鑄造鋁合金中Fe含量的30％～90％；Al?RE中間合金中的RE的添加量為鑄造鋁合金熔體質(zhì)量的0.05～0.2％；Al?Sr中間合金中的Sr添加量為熔體質(zhì)量的0.02～0.05％。該復(fù)合變質(zhì)劑特別適用于低Fe含量的高強(qiáng)韌鑄造鋁硅合金和高鐵含量的壓鑄鋁硅合金，該復(fù)合變質(zhì)劑可達(dá)到α?Al、共晶硅的和富鐵相3種組織的同步細(xì)化，從而提高合金延伸率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造鋁合金變質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)劑及其變質(zhì)方法。

背景技術(shù)

Al-Si系列鑄造鋁合金具有鑄造性能好、收縮率及熱膨脹系數(shù)低，良好焊接性和耐蝕性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車摩托車、航空航天、通訊及電子電器等領(lǐng)域。Fe是鑄造鋁合金中最為常見的雜質(zhì)元素之一，其含量隨著鋁合金循環(huán)次數(shù)的增加而逐步提高。由于Fe在鋁合金中的溶解度很低，形成的富鐵相具有硬度高、脆性大的特點(diǎn)，受力時(shí)易發(fā)生內(nèi)部開裂成為裂紋源，極大損害合金塑性，是一種有害相。Al₅FeSi(稱為β-Fe相)、Al₈Fe₂Si(稱為α-Fe相)是Al-Si鑄造合金中最為常見的兩類富鐵相，其中β-Fe相以狹長針狀的分布在晶界中，對(duì)塑性危害最大。而α-Fe相呈漢字狀，割裂效應(yīng)顯著降低，大幅改善合金塑性，同時(shí)可作為基體耐磨相、高溫相等，危害性大幅降低。因此，富鐵相變質(zhì)成為緩解Fe元素危害，改善鑄造Al-Si鋁合金強(qiáng)韌性的有效途徑之一。

國內(nèi)外對(duì)富鐵相的變質(zhì)做了大量有益的研究，其中加Mn法具有工藝簡單、成本低、效果顯著，工業(yè)上最為常用。但Mn的添加量在行業(yè)內(nèi)還存在較大的爭議。單獨(dú)加Mn時(shí)，極易造成富鐵相未完全變質(zhì)或形成了粗大的初生富鐵相的后果，影響合金塑性的改善。近年來，國內(nèi)外研究者采用兩種合金元素復(fù)合變質(zhì)，取得了良好的效果。宋東福【宋東福,周楠,徐靜,等.復(fù)合添加Mn、B對(duì)鋁硅合金富鐵相特征的影響[J].稀有金屬材料與工程,2016,45(8):2133-2138.】通過在含鐵的鋁硅鑄造鋁合金中添加Mn、B，獲得了細(xì)小，且均勻分布的樹枝狀富鐵相，同時(shí)促進(jìn)α-Al晶粒由樹枝晶轉(zhuǎn)向等軸晶，富鐵相和α-Al的細(xì)化和變質(zhì)效果十分顯著，但對(duì)共晶硅相的細(xì)化無明顯的作用。Birol【Birol Y.Grain refinement andmodification of Al–Si foundry alloys with B and Sr additions[J].MaterialsScience&Technology,2014,30(10):1154-1161.】證實(shí)了適量地復(fù)合添加Sr和B可同時(shí)實(shí)現(xiàn)α-Al晶粒和共晶硅的細(xì)化和變質(zhì)，但未涉及到富鐵相的變質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)劑，特別適用于低Fe含量的高強(qiáng)韌鑄造鋁硅合金和高鐵含量的壓鑄鋁硅合金該復(fù)合變質(zhì)劑可達(dá)到α-Al、共晶硅的和富鐵相3種組織同步細(xì)化，從而提高合金延伸率。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的變質(zhì)方法，該方法主要利用上述的復(fù)合變質(zhì)劑進(jìn)行復(fù)合變質(zhì)。因此，該方法通過復(fù)合變質(zhì)，可以達(dá)到α-Al、共晶硅的和富鐵相3種組織同步細(xì)化的目的，從而提高合金延伸率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種兼具富鐵相變質(zhì)的鑄造鋁合金的復(fù)合變質(zhì)劑，其包括：

Mn劑、Al-RE中間合金和Al-Sr中間合金組成，其中Mn劑為Al-Mn中間合金或Mn添加劑，Mn劑的添加比例為鑄造鋁合金中Fe含量的30％～90％；Al-RE中間合金中的RE的添加量為鑄造鋁合金的熔體質(zhì)量0.05～0.2％；Al-Sr中間合金中的Sr添加量為熔體質(zhì)量的0.02～0.05％。