[發(fā)明專利]適于半固態(tài)成形的過共晶鋁硅合金的制備方法及成形工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011053461.7
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112226653B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛衛(wèi)民;閆鵬宇;劉亞博;范菁;王冰坤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C22C21/02
• 分類號: C22C21/02;C22C1/03;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種適于半固態(tài)成形的過共晶鋁硅合金和制備方法及成形工藝。制備過程中一是收集初生硅充分細(xì)化和同時共晶硅有效變質(zhì)的半固態(tài)過共晶鋁硅合金漿料，將所述半固態(tài)過共晶鋁硅合金漿料送往壓鑄機(jī)或擠壓鑄造機(jī)的壓室，進(jìn)行半固態(tài)流變成形，獲得初生硅充分細(xì)化和同時共晶硅有效變質(zhì)的高品質(zhì)耐磨壓鑄件或擠壓鑄件。二是采用電磁感應(yīng)加熱方式將所述完全凝固的半固態(tài)過共晶鋁硅合金固態(tài)坯料重新加熱到其固液兩相區(qū)，將該坯料送往壓鑄機(jī)或擠壓鑄造機(jī)的壓室，進(jìn)行半固態(tài)觸變成形，獲得初生硅充分細(xì)化和同時共晶硅有效變質(zhì)的高品質(zhì)耐磨壓鑄件或擠壓鑄件。本發(fā)明在壓鑄件和擠壓鑄件保持較高強(qiáng)度的同時，塑性得到明顯改善，伸長率可達(dá)到3.5％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適于半固態(tài)成形的過共晶鋁硅合金的制備方法及成形工藝。

背景技術(shù)

過共晶鋁硅合金的耐磨性通常會隨硅含量的提高而增強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)會隨硅含量的提高而下降，但是當(dāng)硅含量較高而又未作特殊熔體處理時，凝固時合金會析出粗大的板片狀或多角塊狀的初生硅，嚴(yán)重割裂過共晶鋁硅合金的基體，顯著惡化鑄件的力學(xué)性能、耐磨性能和機(jī)加工性能。根據(jù)文獻(xiàn)“過共晶鋁硅合金變質(zhì)處理的研究進(jìn)展”(胥鎧,劉徽平,袁幫誼,王甫.熱加工工藝,2009,(3):32-35)、“ZAS23活塞過共晶鋁硅合金及鑄造工藝的國產(chǎn)化”(王公平，摩托車技術(shù),1992,(5):26-31)、“變質(zhì)處理對過共晶鋁硅合金組織和性能的影響”(林家平,徐建秋,肖于德,王偉,裴斐,喬翔，機(jī)械工程材料,2010,34(3):31-34,60)、“Size of primary silicon particles and mechanical properties of as cast high-silicon Al alloys”(Mandal P.,Trans AFS,1991,99:643-651)、“Review of effect ofP and Sr on modification and porosity development in Al-Si alloys”(CampbellJ,Tiryakioglu M.,Materials Science and Technology,2010,26(3):262-268)、“過共晶鋁硅合金的生產(chǎn)及其應(yīng)用”(蔡宗德,張連芳,孫建榮，特種鑄造及有色合金,1990,(4):37-39,22)、“過共晶鋁硅合金活塞的擠壓鑄造”(樂秀偉,韋吉華,王道胤,丁玉文，北京理工大學(xué)學(xué)報,1995,15(1):61-66)、“The nucleation sites of primary Si in Al-Si alloysafter addition of boron and phosphorus”(Liu Xiang-fa,Wu Yu-ying,Bian Xiu-fang,Journal of Alloys and Compounds,2005,391(1/2):90-94)報道，為了滿足活塞、缸套、帶輪、斜盤等耐磨零件的性能要求，一般需要利用適量的磷或硫?qū)^共晶鋁硅合金的初生硅進(jìn)行化學(xué)細(xì)化，或者利用快速凝固方法對過共晶鋁硅合金的初生硅進(jìn)行細(xì)化[劉文水,王日初,彭超群,莫靜貽,朱學(xué)衛(wèi),彭健.噴射沉積電子封裝用高硅鋁合金的研究進(jìn)展.中國有色金屬學(xué)報,2012,(12):3446-3455]。即使采用磷或硫化學(xué)細(xì)化過共晶鋁硅合金的初生硅，但受限于磷或硫的化學(xué)細(xì)化效果，過共晶鋁硅合金的硅含量也受到限制，目前鑄造過共晶鋁硅合金的硅含量不超過25％，所以鑄造過共晶鋁硅合金耐磨零件的耐磨性能的提高也受到硅含量的限制。