一种铝–钇–磷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*CN102634694A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102634694A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210122662.7(22)申请日2012.04.25(71)申请人济南大学地址250022山东省济南市济南市济微路106号(72)发明人左敏赵德刚耿浩然王艳周国荣杨中喜(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人李桂存(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/03(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11页(54)发明名称一种铝–钇–磷中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，涉及一种用于细化共晶及过共晶铝–硅系合金中初晶硅的铝–钇–磷中间合金及其制备方法。在该中间合金体系中，P以磷化钇形式存在。该合金化学组成按质量百分比为：铝80.0–97.5%，钇1.5–16.0%，磷0.5–5.0%。制备步骤是：按比例准备好工业纯铝、铝–磷中间合金、工业纯钇或铝-钇合金。在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃–1100℃，先加入铝–磷中间合金，经搅拌5–10分钟后，再加入工业纯钇或者铝-钇合金，升温至1200℃–1400℃，反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。所制备的铝–钇–磷中间合金对共晶及过共晶铝-硅合金内的硅相具有良好的双重变质效果，能显著提高合金的力学性能。CN1026349ACN102634694A权利要求书1/1页1.一种铝–钇–磷中间合金，其特征在于：其组分的质量百分比为：铝80.0–97.5%，钇1.5–16.0%，磷0.5–5.0%。2.根据权利要求1所述的铝–钇–磷中间合金，其特征在于，其组分的质量百分比为：磷4.7–4.9%，钇14.0–14.6%，余量为铝。3.一种权利要求1所述的铝–钇–磷中间合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）依据铝–钇–磷中间合金的组成准备原料：组分钇的原料来自纯钇或铝-钇合金，组分磷的原料来自铝–磷中间合金，组分铝的原料来自纯铝和铝–磷中间合金或来自纯铝、铝–磷中间合金和铝-钇合金；（2）将铝熔化，然后升温至800℃–1100℃，加入铝–磷中间合金搅拌均匀，再加入钇或铝–钇合金，升温至1200℃–1400℃，保温5-20分钟；（3）搅拌均匀后浇注成型。2CN102634694A说明书1/3页一种铝–钇–磷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，特别涉及一种用于细化共晶及过共晶铝–硅系合金中初晶硅和共晶硅的铝–钇–磷中间合金及其制备方法。背景技术[0002]在工业生产中，一般采用加磷的方法对共晶及过共晶铝-硅系合金中的初晶硅进行变质处理，主要包括含赤磷粉的混合细化剂、磷盐复合细化剂以及含磷中间合金。其中赤磷和磷盐细化剂在使用过程中放出大量的五氧化二磷有毒气体，严重地污染环境，并且磷烧损严重，吸收率极低，变质效果不稳定。[0003]目前，应用较广泛的含磷中间合金主要包括以下几种：铜–磷、铝–铜–磷、铝–铁–磷、铝–硅–磷、铝–锆–磷等中间合金。对于铜–磷中间合金而言，其熔点高，加入后难熔化，而且密度大，易产生沉淀偏析，变质效果不稳定，不适合电阻炉等静置炉的使用。同时，该中间合金的使用增加了合金中的铜含量，从而限制了其在不要求含铜的铝合金中的应用。但是铝–铜–磷、铝–铁–磷、铝–硅–磷这三种铝基中间合金，P均以AlP形式存在于中间合金体系中，由于AlP易于与空气中的水蒸气反应而氧化、水解，从而导致中间合金中的磷含量在保存过程中逐步降低。申请号为ZL200910016834.0的中国专利报道了一种铝–锆–磷中间合金及其制备方法，在该中间合金内磷以磷化锆的形式存在，其对共晶及过共晶铝-硅合金具有良好的变质、细化效果。但是其制备方法是将含有锆元素的氟盐加入到铝液反应，氟盐与铝液反应过程中会腐蚀熔炼坩埚和工具，同时反应过程中释放出氟化物的有毒气体和烟雾。[0004]文献[汪长勤,赵玉涛,张松利,陈刚.稀土钇对A356合金显微组织和拉伸性能的影响.机械工程材料,2010(34):13-16]中报道，稀土钇是铝–硅合金的一种优良变质剂，能使粗大的板条状共晶硅变为细小的纤维状、颗粒状。文献[孙宝德,李克,王俊,周尧和.镧、钇稀土在过共晶铝硅合金中的作用.上海交通大学学报,1999(33):795-798]中报道，结合磷的作用，镧、钇可实现初晶硅和共晶硅的双重变质。但由于未能将两者熔制成低熔点合金，使之加入过程繁琐，变质、细化效果不稳定，因而至今未能得到工业上的推广应用。发明内容[0005]为了解决常用铝基中间合金中的P以AlP形式存在，使其在保存过程中P的含量降低进而导致其细化效果降低的技术不足，