[發明專利]一種鋁合金細化材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910293452.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109988931A
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 趙浩峰;張椿英;于鵬;鄭建華
• 申請（專利權）人: 安徽信息工程學院
• 主分類號: C22C1/06
• 分類號: C22C1/06;C22C1/03;C22C21/04
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 崔金

本發明公開一種鋁合金細化材料及其制備方法和應用，涉及鋁合金變質劑領域。鋁合金細化材料由如下重量比的原料制成：氟鋁酸鉀5～8％、氟鋁酸鈉7～11％、磷酸氫二鈉水合物3?5％、氯化鉀5?7％、氯化鈉4?8％、乙酸鋇0.4?0.8％、硝酸鋇3?6％、氟化釤0.2?0.9％、醋酸鋁0.2?0.9％、氯化鋁6?8％、鋰云母復合物粉15?20％、余量為純鋁；將鋇、鈉、鋰、釤四種變質劑依據其特性進行結合，采用噴射沉積和擠壓煅燒一步制備結構松散的燒結體，有效保留了變質活性，具有變質潛伏期短，有效變質時間長，變質效果穩定的特點。鋰云母粉可作為變質劑載體除氣除渣，其中富含的高硬度物質能顯著提升合金硬度。

技術領域

本發明涉及鋁合金變質劑領域，特別涉及一種鋁合金細化材料及其制備方法。

背景技術

鋁合金的硅組織由粗大的五瓣星狀的初晶硅和長針狀的共晶硅組成，這些形態的硅相將嚴重的割裂Al基體，在Si相的尖端和棱角處引起應力集中，合金容易沿晶粒的邊界處，或者板狀Si本身開裂而形成裂紋，使合金變脆，機械性能特別是延伸率顯著降低，切削加工功能也不好。為了改變硅的存在狀態，提高合金的力學性能，一般對合金添加變質劑細化初晶硅和共晶硅。

國內外對鋁合金變質劑的研究較多，常見的變質方法有單獨加入一種元素，也有加入多種元素以及化合物，這兩種方法都對初晶硅和共晶硅有良好的細化作用。主要的變質元素包括磷、鈉、鋇、稀土及鈣，這些元素可作為單一變質劑，也可形成復合變質劑，如硫磷復合變質劑、稀土磷復合變質劑、鋇磷復合變質劑、鈉磷復合變質劑、碳磷復合變質劑及鋇磷復合變質劑等。雖然這些單一或復合變質劑有較好的初晶硅細化作用，但變質的時候仍然存在著明顯的缺點。

以赤磷作為變質劑時，燃點相對低，運輸和保存困難，且在細化變質的過程中，燃燒劇烈，造成磷吸收率降低，產生毒氣，嚴重污染環境，其次在熔煉的過程中，容易產生大量的反應渣和化合物，腐蝕爐襯，增加了鋁的損耗。而以A1-P中間合金變質時，雖然克服了上述缺陷，但是A1-P中間合金由于有毒，且生產工藝較復雜價格較高，因此不利于工業化生產。鈉變質劑對ZLD101A鋁合金變質時，存在吸附毒化作用、變質時間短等缺點。鋇主要影響ZLD101A鋁合金中的初晶硅形貌，對初晶硅的尺寸影響不是很明顯。而且采用鋇變質，由于鋇與氯反應，不能用氯氣或含氯復鹽精煉除氣。鋇變質還存在容易引起吸氣、價格昂貴等缺點，因此工業生產中得不到廣泛的應用。鈣變質過程中容易引起吸氣，由于對鈣含量要求嚴格，因此工藝難以掌握，且變質效果不如磷和鈉。稀土作為單一變質劑時細化效果不明顯，須結合和輔助鈉和磷等變質劑才可發揮變質作用。其他復合變質劑也存在變質元素互相抑制，產渣產氣過多，精確配比困難等諸多問題。