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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102676856A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102676856A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210158673.0(22)申请日2012.05.22(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市学院路3号(72)发明人刘云张文达李传大党惊知白培康任霁萍(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22C21/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺(57)摘要本发明公开了一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺,1)按亚共晶铸造铝硅合金成分配料;2)将合金及中间合金清洗干燥后放入功率为5kW的坩埚电阻炉中,加热完全熔化后,熔体温度控制在700±5℃;3)采用预热温度为300℃的石墨钟罩将步骤1)称取的纯Mg压入步骤2)得到的熔体中,静置3-5min;4)对步骤3)得到的熔体升温到740-760℃,加入称取好的AlSc4中间合金,待其熔化完毕后,采用旋转喷吹高纯氩气的方式进行精炼处理15min,后静置10-20min后扒渣;5)将步骤4)得到的熔体降温至680℃-700℃浇入砂型,然后随模冷却到室温,得到含纤维状和短棒状共晶Si的铸态组织;6)将步骤5)得到的铸件按T6热处理工艺进行热处理,得到的颗粒状共晶硅组织和良好的力学性能。CN1026785ACN102676856A权利要求书1/1页1.一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺,其特征在于,包括以下步骤:1)按亚共晶铸造铝硅合金成分配料;2)将步骤1)配好的纯铝、铝硅中间合金、铝铜中间合金、铝锰中间合金、铝钛中间合金清洗干燥后放入功率为5KW的石墨黏土坩埚电阻炉中,加热完全熔化后,熔体温度控制在700±5℃;3)采用预热温度为300℃的石墨钟罩将步骤1)称取的纯Mg压入步骤2)得到的熔体中,静置3-5min;4)对步骤3)得到的熔体升温到740-760℃,加入称取好的AlSc4中间合金,待其熔化完毕后,采用旋转喷吹高纯氩气的方式进行精炼处理15min,后静置10-20min后扒渣;5)将步骤4)得到的熔体降温至680℃-700℃浇入砂型,然后随模冷却到室温,得到含纤维状和短棒状共晶Si的铸态组织;6)将步骤5)得到的铸件按T6热处理工艺进行热处理。2.根据权利要求1所述的亚共晶铸造铝硅合金变质工艺,其特征在于,步骤4)中所述的AlSc4中间合金,其中Sc的加入量占合金总量的0.15-0.2wt%。2CN102676856A说明书1/3页一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺技术领域[0001]本发明涉及一种合金变质工艺,具体涉及一种亚共晶铸造铝硅合金变质工艺。背景技术[0002]亚共晶铝硅合金因其具有较高的比强度、良好的耐磨、抗腐蚀和铸造性能,已被广泛用来制造发动机机体、缸盖、活塞和缸套等零部件。该类合金组织主要由α-Al相和共晶Si相以及其他少量金属间化合物组成,其中Si相形貌和大小对其力学性能影响显著。铸造铝合金中的共晶硅呈粗大针状或板状,显著降低合金的强度和塑性,所以一般都要进行变质处理。变质处理的过程实际上就是共晶硅形貌、尺寸改变的过程,即共晶硅由粗大的针片状变成细小的纤维状或颗粒状。变质后合金的力学性能,尤其是韧性可得到明显改善。迄今为止发现具有变质作用的元素有Na、K、Ca、Sr、Sb和Y等稀土元素。Sc作为合金化元素已被成功地应用于变形铝合金中,成为铝合金中最有效的细化剂之一。[0003]现有用于铸造铝硅合金的变质剂中,有的化学元素成分多,成本高,有的功能单一,不同时具有精炼和变质细化作用;有的容易产生大量废渣,且铸件产品腐蚀性能差;有的处理工艺复杂,操作麻烦,工作效率低。目前常规生产中,亚共晶铝硅合金应用最广泛的钠盐和钾盐变质剂中,Cl、F离子对铁质坩埚有严重的腐蚀作用,降低坩埚的使用寿命;其次,钠、钾沸点低,在高温时容易挥发,变质作用时间短。近年来又出现了不少新的变质方法,如用Sb、Sr、Bi变质等。这些变质方法有很多优点,但也有些缺点。Sb的熔点低,蒸汽压很大,在700℃时已大量挥发;Sb与Al会生成难熔化合物AlSb,沉入坩埚底部,且Sb易与Mg反应生成Mg3Sb2,造成Mg的烧损;Sb与Na反应互相抵消变质作用;Sr的变质有效时间6-7小时,随着变质时间的延长,熔体吸气倾向严重且不能用盐类精炼。[0004]稀土元素具有很多独特的物理和化学性质,添加少量的稀土元素可以极大影响材料的组织和性能。稀土元素在铸造铝硅合金中具有很多积极作用,主要概况为变质作用、细化作用、除氢、精炼、合金化作用。稀土金属作为变质剂具有很好的长效性和重熔稳定性,吸气倾向小,无污