一种铝‑硅‑铈中间合金及其制备方法.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CN106834773A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710120436.8(22)申请日2017.03.02(71)申请人山东建筑大学地址250101山东省济南市历城区凤鸣路山东建筑大学材料科学与工程学院(72)发明人石磊宋文婷房玉烁(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C21/02(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种铝-硅-铈中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，涉及一种铝-硅-铈中间合金及其制备方法。本发明铝-硅-铈中间合金，包含铝、硅、铈三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝60.00%-95.00%，硅1.00%-30.00%，铈0.50%-10.00%。铝-硅-铈合金的制备方法是：首先将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1200℃，在熔化后的铝熔体中依次加入一定质量的金属铈或铝-铈中间合金、工业纯硅，充分搅拌并置于电阻炉中保温，保温达到一定时间后浇注成锭或制成线材。该中间合金的制备工艺简单，成本低，适宜工业化生产；所制备的铝-硅-铈合金中间合金对过共晶铝硅合金中硅相有孕育变质作用。CN106834773ACN106834773A权利要求书1/1页1.一种铝-硅-铈合金的制备方法，铝-硅-铈合金包含铝、硅、铈三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝60.00%-95.00%，硅1.00%-30.00%，铈0.50%-10.00%；其特征是制备方法，包括以下步骤：（1）按照以下质量百分比准备好所需原料：硅1.00%-30.00%，铈0.50%-10.00%，余量为纯铝；铈元素可以是以铝-铈中间合金形式加入也可以是纯金属铈加入；（2）将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1200℃，分别加入金属硅、金属铈或铝-铈中间合金，每隔一定时间搅拌一次，并置于电阻炉中在800-900℃保温，保温达到一定时间后浇注成锭或制成线材。2CN106834773A说明书1/2页一种铝-硅-铈中间合金及其制备方法技术领域[0001]本发明属金属材料领域，特别涉及一种铝-硅-铈中间合金及其制备方法。背景技术[0002]铝合金因重量轻，资源丰富，综合性能好，所以在机械、交通运输、航天与军事工业等高新技术领域中的应用逐年增加。生产高质量的铝合金，控制铸锭组织是十分重要的。尤其是过共晶铝硅合金的组织和性能要求的提高也越来越迫切。要提高过共晶铝硅合金的性能，需要对铝合金熔体进行细化变质处理，对硅相适当的变质处理可以改善铝合金的组织并极大提高其力学性能。目前，在国内外工业生产中主要是通过添加变质剂的方法进行硅相的变质处理，应用广泛的是Sr变质，即Sr变质通常以Al-10Sr中间合金的形式加入，其熔化范围在654-770℃之间，易于被铝液吸收，回收率可达70%-80%，加入量容易控制，该中间合金加入到铝熔体中可以使共晶硅由片状转化为纤维状，变质孕育期为30-40min，变质有效期长达5-7h，可反复重熔；同时Sr变质过程中不产生有害气体，不腐蚀设备。但用Sr作变质剂时铝合金熔体不宜采用氯气或氯盐进行精炼处理，Sr容易烧损，降低Sr的变质效果，最好采用通氩气、氮气或真空除气的方法精炼。Sr变质合金熔体吸气倾向增加，显著提高铸件的针孔度，降低合金的密度，气孔和氧化夹杂等缺陷严重，经过熔体处理后仍有Al2SrO3夹杂，变质效果降低，另外，Sr的价格相对较高，变质效果对铸件冷却速度也很敏感。所以这也就限制了该中间合金的应用领域。为此，经过大量的实验，发明了一种新型中间合金，作为过共晶铝硅合金组织硅相变质孕育使用。发明内容[0003]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效孕育变质过共晶铝硅合金中硅相形态的铝-硅-铈中间合金，同时提供一种工艺简单、成本低、适合工业生产的制备工艺及方法。[0004]本发明是通过以下方式实现的：一种铝-硅-铈中间合金，包含铝、硅、铈三种主要元素，各组分的质量百分比分别是：铝60.00%-95.00%，硅1.00%-30.00%，铈0.50%-10.00%；铝锭纯度≥99.9%，该中间合金中弥散分布着微米级的CeSi2粒子，且数量多，铈元素可以是以铝-铈中间合金或纯金属铈加入。[0005]上述铝-硅-铈中间合金的制备方法，其特征包含以下步骤：铝-硅-铈中间合金的制备方法是：首先将纯铝置于电阻炉中熔化并升温至800-1200℃，在熔化的铝熔体中依次加入一定质量的金属铈或铝-铈中间合金、高纯硅，然后用石墨棒充分搅拌后置于电阻炉中保温，每隔10min-15min用石墨棒搅拌一次；待混合熔体保温达到预定时间，将混合熔体静置5min，压入六氯乙烷精炼并扒渣，最后将混