一种细化Al-18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113444899A(43)申请公布日2021.09.28(21)申请号202110658786.6(22)申请日2021.06.15(71)申请人常州大学地址213164江苏省常州市武进区滆湖中路21号(72)发明人王建华杜福林彭浩平朱翔鹰苏旭平(74)专利代理机构常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)32258代理人王美华(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C21/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种细化Al-18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法(57)摘要本发明涉及一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法，首先在高于液相线的温度下熔炼Al‑18Si过共晶铝硅合金，经保温后将Al‑18Si合金熔体在炉中冷却到液相线温度665℃并保温适当时间，以形成较多的初生硅自发形核核心，然后将处于液相线温度的Al‑18Si合金熔体浇注到室温金属铸型中快速凝固，得到具有细小初生硅的Al‑18Si过共晶铝硅合金。本发明采用高温熔炼+熔体炉冷+液相线铸造方法，可增加Al‑18Si合金熔体中初生硅的形核核心数量，加快合金的凝固速度，得到较为圆整细小的初生硅组织。与传统方法不同，不需加入变质剂和采用其他复杂的工艺，对环境污染小，同时不引入其他杂质，操作简单，成本较低。CN113444899ACN113444899A权利要求书1/1页1.一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法，其特征在于：首先将Al‑18Si过共晶铝硅合金在高于液相线100℃以上温度下进行熔炼和保温，再将其在熔炼炉内冷却到液相线温度665℃时进行保温处理，然后浇注到室温金属型中冷却凝固，得到初生硅细小的Al‑18Si过共晶铝硅合金。2.如权利要求1所述细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法，其特征在于：Al‑18Si过共晶铝硅合金的熔炼温度为780℃、保温时间为10～20分钟。3.如权利要求1所述细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法，其特征在于：将Al‑18Si过共晶铝硅合金在其液相线温度665℃时保温0～20分钟。2CN113444899A说明书1/4页一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法技术领域[0001]本发明涉及有色合金加工技术领域，尤其是一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法。背景技术[0002]过共晶铝硅合金由于具有优良的铸造性能、低的密度、低的热膨胀系数、优良的导热性能、高的强度、较好的耐磨和耐腐蚀性能被广泛地应用在航空航天和汽车领域。在汽车领域，过共晶铝硅合金作为传统铸铁的理想替代材料用以制作汽车发动机用活塞和缸套等耐磨零部件，不仅可以提高发动机的工作效率，而且可以减轻汽车重量、提高燃油利用率和减少尾气排放。然而，过共晶铝硅合金铸造组织中，初生硅为粗大不规则的块状、五瓣星状和板片状，在基体上的分布严重割裂了基体的连续性，并且尖端导致局部的应力集中，明显降低了合金的力学性能和耐磨性能，限制了过共晶铝硅合金的工业化应用。为进一步开发过共晶铝硅合金的性能潜力，扩大工业化的应用范围，开展过共晶铝硅合金中初生硅和共晶硅的细化及其形态演变的研究具有现实意义。目前，国内外常用的过共晶铝硅活塞合金的含量为17‑22％。该范围的合金由于具有窄的结晶温度间隔和优良的流动性，因此合金具有良好的铸造性能。[0003]要使过共晶Al‑Si合金具有良好的力学性能，必须解决初生硅的细化问题，常见的细化初生硅的方法有变质处理、半固态处理、快速凝固、熔体过热处理等方法。这些方法需要加入变质剂或采用一些复杂的工艺，操作较复杂，成本较高，且这些细化方法对于初生硅的细化程度依旧难以满足过共晶铝硅合金力学性能进一步提高的迫切需求。发明内容[0004]本发明要解决的技术问题是：为了克服现有初生硅细化技术之不足，本发明提供一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法。[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种细化Al‑18Si过共晶铝硅合金中初生硅的方法，首先将Al‑18Si过共晶铝硅合金在高于液相线100℃以上温度下进行熔炼和保温，再将其在熔炼炉内冷却到液相线温度665℃时进行保温处理，然后浇注到室温金属型中冷却凝固，得到初生硅细小的Al‑18Si过共晶铝硅合金。[0006]优选地，Al‑18Si过共晶铝硅合金的熔炼温度为780℃、保温时间为10～20分钟。[0007]进一步地，将Al‑18Si过共晶铝硅合金在其液相线温度665℃时保温0～20分钟。[0008]本发明的有益效果是：本发明采用高温熔炼+熔体炉冷+液相线铸造方法，可增加Al‑18Si合金熔体中初生硅的自发形核核心数量，加