铝-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*CN102352455A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102352455A(43)申请公布日2012.02.15(21)申请号201110355477.8(22)申请日2011.11.10(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号申请人山东吕美熔体技术有限公司(72)发明人刘相法孙谦谦(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人王绪银(51)Int.Cl.C22C21/00(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称铝-磷中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，特别涉及一种用于细化Al-Si合金中初晶硅和Mg-Si合金中Mg2Si的铝-磷中间合金及其制备方法。本发明铝-磷中间合金，包括铝、磷两种元素，其特征是各组分的质量百分比为：铝92.5～98.5，磷1.5～7.5，杂质含量＜0.8。铝-磷中间合金的制备方法是：将铝粉、黑磷粉混和均匀并烘干后，用压力机压制成块体，置于惰性气氛的电炉或其它加热设备中，升温至600～750℃，保温45～120分钟后停止加热，随炉冷却即得到块状铝-磷中间合金，或将烧结块挤压成线材。该铝-磷中间合金对铝-硅合金和镁-硅合金具有良好的细化效果。CN102354ACCNN110235245502352462A权利要求书1/1页1.铝-磷中间合金，包括铝、磷两种元素，其特征是各组分的化学成分质量百分比为：铝92.5～98.5％，磷1.5～7.5％，杂质含量＜0.8％。2.根据权利要求书1所述的铝-磷中间合金的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)按以下质量百分比准备好制取铝-磷中间合金所需要的原料：92.5～98.5％的工业铝粉、1.5～7.5％的黑磷粉；(2)将上述两种粉料用混料机混和均匀，并烘干；(3)用压力机将上述粉料压制成块体；(4)将压块置于惰性气氛的电炉或其它加热设备中，升温至600～750℃，保温45～120分钟后，停止加热，随炉冷却即得到形状规整的块状铝-磷中间合金；(5)将烧结块挤压成线材。3.根据权利要求书2所述铝-磷中间合金的制备方法，其特征是：步骤(1)中所用铝粉粒度为100～500目，黑磷粉粒度为200～700目。4.根据权利要求书2所述铝-磷中间合金的制备方法，其特征是：步骤(4)中的惰性气氛为氮气或氩气。2CCNN110235245502352462A说明书1/3页铝-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Al-Si合金中初晶硅和Mg-Si合金中Mg2Si的铝-磷中间合金及其制备方法。背景技术[0002]工业生产中一般采用加入磷的方法来细化Al-Si合金中的初晶硅(亦称变质处理)，主要是以赤磷、磷盐或磷-铜中间合金等形式加入。但这些方法都存在着许多缺点：赤磷的燃点低(240℃)，变质处理时释放出大量有毒的P2O5气体，严重污染环境；磷-铜中间合金密度大、熔点高，在静置炉熔炼条件下，加入到铝合金熔体中后易沉淀、难熔化，变质效果不稳定，而且使合金中铜含量增加。文献《轻金属》(LightMetals，1993，815～820)报道了一种生产铝-铜-磷中间合金的新工艺：用粉末冶金法，将微细铝粉与铜-磷中间合金粉末混合、冷压并在真空中烧结，然后在一定温度下挤压成线材。该中间合金的化学成分(质量百分比)为：铜46.1、磷3.9，其余为铝。专利号为ZL011077704.2的中国专利报道了铝-磷-铜中间合金及其制备方法，制备过程中使用了磷-铜中间合金，不适用于不含铜的铝硅合金；专利号为200510044827.3的中国专利报道了一种铝、硅、磷中间合金的制备方法，使用了多种含磷合金；专利号为200910016834.0的中国专利报道了一种铝-锆-磷中间合金及其制备方法，使用锆或氟锆酸钾为原料，增加了原料成本。上述文献和专利中涉及的含磷铝基三元或三元以上中间合金，由于脆性较大，不易轧制成线材。发明内容[0003]本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种能对Al-Si合金中初晶硅起高效变质作用，无污染，使用简便，并且成本低廉的二元铝-磷中间合金及其制备方法。[0004]本发明是通过以下技术方案实现的；[0005]一种铝-磷中间合金，包括铝、磷两种元素，其特征是各组分的质量百分比为：铝92.5～98.5％，磷1.5～7.5％，杂质含量＜0.8％。[0006]其中，磷在该中间合金中以磷化铝(AlP)形式分布在铝基体上，磷化铝与硅晶体具有相近的晶体结构和晶格常数。根据界面共格理论，磷化铝可以作为初晶硅结晶时的非均质生核衬底，使Si原子依附于其上，独立地结晶成