一种铝-镁-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*CN102329998A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102329998A(43)申请公布日2012.01.25(21)申请号201110264218.4(22)申请日2011.09.07(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(72)发明人刘相法侯静李冲李大奎(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.C22C21/06(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种铝-镁-磷中间合金及其制备方法(57)摘要本发明属金属材料领域，涉及一种用于细化变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的初/共晶Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法。在该中间合金体系中，P元素以AlP、Mg3P2或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在。该合金化学组成按质量百分比为：铝72.0～90.0％，镁5.0～25.0％，磷1.0～6.0％。主要制备步骤是：按质量比例准备好工业纯铝、铝-磷中间合金及工业纯镁；首先在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃保温，然后加入铝-磷中间合金，待完全熔化后搅拌均匀，再将工业纯镁压入熔体内部保温5～25分钟，待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-镁-磷中间合金具有良好的细化效果，且能显著提高合金的性能。CN102398ACCNN110232999802330008A权利要求书1/1页1.一种铝-镁-磷中间合金，其特征是：所含组分的质量百分比为铝72.0～90.0％，镁5.0～25.0％，磷1.0～6.0％；磷元素是以Mg3P2、AlP或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在于中间合金中。2.一种铝-镁-磷中间合金的制备方法，其特征是包括以下步骤：(1)首先按以下质量百分比准备好制备铝-镁-磷中间合金所需的原料：工业纯镁8.0～30.0％，铝-磷中间合金30.0～92.0％，其余为工业纯铝；(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化后搅拌均匀，再将工业纯镁压入熔体内部保温5～25分钟；(3)待反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。3.根据权利要求2所述铝-镁-磷中间合金的制备方法，其特征是步骤(1)中，铝-磷中间合金的含磷量为5.0～8.0％。2CCNN110232999802330008A说明书1/2页一种铝－镁－磷中间合金及其制备方法一、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变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法。二、背景技术[0002]颗粒增强复合材料由于具有密度低、铸造性能优异和耐磨性好等一系列优点，而得到广泛关注，具有潜在的应用前景。金属间化合物Mg2Si作为高温强化相，能够显著提高合金的高温抗蠕变性能，因而在铝合金及镁合金中受到越来越多的重视。但在普通铸造条件下，Mg2Si相十分粗大，且在其尖端和棱角处引起应力集中，严重地割裂基体，并容易沿晶界处或板状Mg2Si本身开裂而形成裂纹，力学性能特别是伸长率显著降低，切削加工性能也变差。因此，对Mg2Si相进行细化处理成为改善合金性能的关键。[0003]目前，主要是采用添加形核剂或变质剂的方法来细化Al-Mg2Si及Mg-Mg2Si合金中的初晶Mg2Si相。例如，向熔体中添加氟钛酸钾、氟硼酸钾、Bi、Sb、RE和Sr等。但添加氟钛酸钾、氟硼酸钾过程中会释放大量有害气体，严重污染环境；而Bi、Sb、RE、Sr等元素，不仅价格高，而且密度大，易偏析，导致初晶Mg2Si相粗大化；磷对Mg2Si相有显著的细化变质作用，然而磷的燃点低，直接加磷单质会造成磷的烧损并产生大量P2O5有毒气体，污染环境。因此，需将磷做成中间合金的形式加入到该熔体中。专利申请号为200610042395.7的中国专利报道了一种P-Si中间合金，但该中间合金熔点过高，变质过程中很难溶解到金属液中，尤其在镁合金中，变质温度过高则会造成镁的烧损。专利200710300329.X中涉及含磷锌基中间合金，但中间合金中含有大量Zn，相对于镁熔体密度太大，容易在熔体中造成沉降产生偏析，导致变质效果不稳定，且只适用于含锌镁合金。三、发明内容[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种熔点低、无污染、适合细化变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法，解决Mg-Si系及Al-Mg-Si系合金的脆性大、易裂纹、难加工等问题。[0005]本发明是通过以下技术方案实现的：[0006]一种铝-镁-磷中间合金，其特征是：所含组分的质量百分比为铝72.0～90.