一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法.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CN111763837A(43)申请公布日2020.10.13(21)申请号202010603762.6(22)申请日2020.06.29(71)申请人东南大学地址211102江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人廖恒成陈浩(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人杨晓莉(51)Int.Cl.C22C1/02(2006.01)C22C21/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法(57)摘要本发明公开了一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，涉及金属铸造技术领域。首先通过高功率的电阻坩埚炉对过共晶铝硅合金进行熔炼，采用热电偶和可控硅温控仪对熔体进行控温，熔清后进行除气去渣精炼处理。随后进行低温熔体处理：先断电开炉盖自然冷却，接近设定温度630‑660℃时通电调整电炉功率系数进行保温一定时间，之后再断电连续冷却同时施加轻微搅拌，至设定温度580‑600℃时采用玻璃管吸液取样方法获取合金组织。本发明对过共晶铝硅合金中出现的初生硅有很好的细化和球化效果，初生硅颗粒尺寸细小、分布均匀；本发明不会在熔体中引入其他杂质，操作成本低，不会对环境造成污染。CN111763837ACN111763837A权利要求书1/1页1.一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，采用低温熔体处理细化初生硅，包括以下步骤：(1)将过共晶铝硅合金原料放至电阻坩埚炉，升温至600-620℃；(2)将步骤(1)中得到的原料升温至750-770℃熔炼，熔清后保温；(3)将步骤(2)中得到的合金熔体炉冷至720-730℃，进行除气去渣净化处理；(4)将步骤(3)中得到的合金熔体在720-730℃继续保温，随后冷却，将温度控制在630-660℃的±2℃内保温；(5)将步骤(4)中得到的合金熔体进行断电开炉冷却至580-600℃；(6)将步骤(5)中得到的合金熔体通过玻璃管吸液取样获取组织状态。2.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(1)中，先将过共晶铝硅合金原料在250-300℃预热30分钟后放至电阻坩埚炉。3.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(2)中，熔清后保温20-40分钟。4.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(4)中，将步骤(3)中得到的合金熔体在720-730℃继续保温20-40分钟。5.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(4)中，将温度控制在630-660℃的±2℃内保温5-15分钟。6.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(5)中，冷却过程中一直施加轻微搅拌。7.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，步骤(6)中，所述玻璃管内径为10mm。8.根据权利要求1所述的细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法，其特征在于，细化后的初生硅尺寸在15-20μm，形貌圆整，分布均匀。2CN111763837A说明书1/5页一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法技术领域[0001]本发明属于金属铸造技术，尤其涉及一种细化过共晶铝硅合金初生硅相的方法。背景技术[0002]近年来，国内经济高速发展，而与之伴随的就是环境问题。国家已经出台很多政策来提升我国的环境质量，其中之一就是汽车轻量化。在汽车领域，为了实现以铝代钢，汽车的活塞、气缸等重要零部件现已多被铝合金代替，其中尤以铝硅合金应用最为广泛。在汽车的零部件材料中，铝合金中的过共晶铝硅合金具有比强高、耐磨性好、轻质、耐热性好和热膨胀系数低等优点，逐渐成为科研工作者的研究热点。与亚共晶铝硅合金和共晶铝硅合金相比，过共晶铝硅合金具有更好的流动性，是一种重要的铸造合金和耐磨材料，已经在汽车行业中得到了成功的应用。但未经处理的过共晶铝硅合金组织常出现板片状、五瓣星形状、八面体状的粗大初生硅，严重降低了材料的力学性能，使其应用受到限制，因此细化过共晶铝硅合金中的初生硅相是十分重要的，且硅含量越高，细化初生硅相就显得越重要。[0003]为了改善初生硅相的尺寸、分布和形貌，国内外研究人员采用了许多方法。主要包括变质处理、快速凝固、熔体过热处理和半固态处理等方法。[0004]变质处理主要是向过共晶铝硅合金中加入某种变质剂，改变初生硅在过共晶铝硅合金中的分布、形貌和尺寸。Sterner发现磷(赤磷)可以作为过共晶铝硅合金的变质剂，达到细化初生硅的效果，并因此申请了专利。Liu等开发出一种新型的Al-2.5％P中间合金，发现Al-P中间合金可以细化过共晶Al-Si合金中