[發明專利]過共晶鋁硅合金超長效雙重變質的方法

有效

• 申請號: 202011192622.0
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112410591B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 張國華;高曉波;孟現長;范吉超;劉小房
• 申請（專利權）人: 濱州渤海活塞有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;C22C21/04
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 韓廣超

1.一種過共晶鋁硅合金超長效雙重變質的方法，其特征是，具體包括以下步驟：

1)配料：配置過共晶鋁硅合金；

2)根據鋁硅合金的總重量配置氟鹽重量及石墨烯重量，配方中：

①Si/(Ti+Zr+B+C)的質量比為5≥Si/(Ti+Zr+B+C)≥2；

②Ti、Zr、B、C摩爾比為Ti:Zr:B:C＝1:1:2:2；

其中Ti按照氟鈦酸鉀配置，B按照氟硼酸鉀配置，Zr按照氟鋯酸鉀配置，C為8000目石墨烯材料；

3)首先把配置好的鋁、硅材料,加入中頻反應爐中熔化，然后加入配置好的氟硼酸鉀進行反應，再加入氟鈦酸鉀進行反應，然后加入石墨烯進行反應，鋁水升溫后加入氟鋯酸鉀進行反應，反應完成后倒掉剩余液態氟鹽，然后升溫、保溫；

4)把中頻爐中鋁液倒入轉運包中，然后倒入鑄錠爐中，待鋁液降溫度后鑄造成鋁合金錠備用；

所述步驟3)中頻反應爐的熔化溫度控制在700-750℃，加入氟硼酸鉀的反應時間為10分鐘，加入氟鈦酸鉀的反應時間為10分鐘，加入石墨烯的反應時間為10分鐘；鋁水升溫至900℃后加入氟鋯酸鉀，反應時間為10分鐘，反應完成、倒掉剩余液態氟鹽后升溫至1200-1250℃，保溫時間為30分鐘；

通過原位反應在過共晶鋁硅系合金中生成微米級、亞微米級TiCB、ZrCB陶瓷顆粒，這些陶瓷顆粒在鋁液凝固的過程中分別到共晶硅、初晶硅晶界處分布，阻止共晶硅和初晶硅的長大，同時實現共晶硅和初晶硅的雙重變質；由于陶瓷顆粒在鋁液中是穩定存在，不會與任何元素發生反應、不在需要變質元素，不會發生分解，不會出現共晶硅和初晶硅變質干擾問題；同時由于這些陶瓷可以存于鋁液中，雙重變質就不會出現失效問題，就能夠實現對初晶硅、共晶硅無限時間的變質作用；

鋁硅合金組織中的初生硅及共晶硅都得到變質細化，其中初生硅尺寸小于40微米，形態由原先的粗大板狀、片狀變為細小顆粒狀；顆粒狀初晶硅邊緣較為光滑，無明顯的棱角；共晶硅的尺寸明顯變小，其形貌由層片狀或者長針狀轉變為細小的顆粒狀，微觀形貌使過共晶鋁硅合金的力學性能和加工性能得到顯著提高。

2.如權利要求1所述的過共晶鋁硅合金超長效雙重變質的方法，其特征是，其中步驟1)過共晶鋁硅合金的硅含量為13％≤Si≤25％，其余為鋁。

3.如權利要求1所述的過共晶鋁硅合金超長效雙重變質的方法，其特征是，所述步驟4)鋁液溫度降低至790℃，鋁水經氬氣除氣后鑄造成鋁合金錠。