本发明专利技术属于冶金领域，具体涉及一种提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂及制备和使用方法。本发明专利技术的变质剂成分按照质量百分比为：Sr：1~4%，富镧铈混合稀土：5~20%，余量为Al，其中按照重量比，Sr：富镧铈混合稀土=1：（5~10），其制备方法是首先进行配料、熔炼，再进行合金化，采用挤压铸造制备出的坯锭再进行热挤压制取变质剂丝材，最终得到提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂产品，变质有效时间至少为5h。本发明专利技术的变质剂使用方便，效果稳定，变质有效时间长且无变质潜伏期，经检测，变质有效时间至少为5h，采用本发明专利技术的变质剂丝材变质处理后对合金电导率提升明显。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种。本专利技术的变质剂成分按照质量百分比为：Sr：1~4%，富镧铈混合稀土：5~20%，余量为Al，其中按照重量比，Sr：富镧铈混合稀土=1：（5~10），其制备方法是首先进行配料、熔炼，再进行合金化，采用挤压铸造制备出的坯锭再进行热挤压制取变质剂丝材，最终得到提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂产品，变质有效时间至少为5h。本专利技术的变质剂使用方便，效果稳定，变质有效时间长且无变质潜伏期，经检测，变质有效时间至少为5h，采用本专利技术的变质剂丝材变质处理后对合金电导率提升明显。【专利说明】提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂及制备和使用 方法
本专利技术属于冶金领域，具体涉及一种提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂 及制备和使用方法。
技术介绍
铝硅合金是应用最广泛的铸造铝合金之一，广泛应用在于高压输电设备，如高压 开关、商压罐体等。 铝硅合金中硅的加入使合金在保持金属铝的优点的同时，还提高了合金的流动性 和耐磨性，降低了合金的热裂倾向和收缩率，保证了合金良好的铸造性能；但是未变质的亚 共晶铝硅合金其共晶硅呈粗大的板片或条片状，严重地割裂铝基体，降低合金的强度和塑 性。 高压输电设备中的一些零部件对力学性能和导电性能要求较高。亚共晶铝硅合金 的组织主要由α (A1)和共晶硅组成，由于硅是一种半导体，其导电性能远不及铝，所以铝 硅合金其电导率大小主要由α (Α1)和共晶硅形态决定。未变质的铝硅合金其共晶硅相呈 粗大的层片状分布于合金中，极大的减少了铝基体的有效导电截面，降低了电导率。 亚共晶铝硅合金变质主要通过三方式获得：一是通过化学变质提高共晶硅的长大 速度；二是通过快速凝固来提高共晶硅的长大速度；三是通过超声波处理和电磁搅拌等其 他方法。由于化学变质方法具有操作简单、成本较低和效果稳定等优点而应用最为广泛。 目前亚共晶铝硅合金常用的变质剂主要有Na变质、Sr变质、Sb变质、Te变质和 RE变质，其中Na变质及Sr变质在工业生产中最为常见，变质效果最为理想，但Na变质的有 效变质时间只有40min左右，变质过程中会腐蚀设备，产生有害气体，因此在工业生产中应 用有限；Sr变质存在30min左右的孕育期，易产生含锶化合物夹杂，且变质过程存在吸气倾 向，导致铸件产生大量气孔，从而降低合金力学性能。 但是经实验发现上述变质剂变质处理亚共晶铝硅合金后对电导率提升并不理想， 以ZL101合金为例，经上述变质剂变质处理ZL101合金后电导率如表2所示，为此，研究一 种提高亚共晶铝硅合金电导率的长效变质剂是非常必要的。 表2铸态ZL101合金电导率 【权利要求】1. 一种提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂，其特征在于其成分按照质量百分 比为：Sr :1~4%，富镧铈混合稀土 ：5~20%，余量为A1，其中按照重量比，Sr:富镧铈混合稀土 =1:(5?10)。2. 根据权利要求1所述的一种提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂，其特征在 于所述的富镧铈混合稀土中，按质量百分比，La彡30%，Ce彡30%。3. 根据权利要求1所述的一种提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂的制备方 法，其特征在于按照以下步骤进行： (1) 配料：按照质量百分比为：Sr :1~4%，富镧铈混合稀土 ：5~20%，余量为A1，其中Sr与 富镧铈混合稀土的重量比=1 : (5~10)的比例称取Al-Sr合金锭、A1-富镧铈混合稀土锭和 纯A1锭进行配料； (2) 熔炼：将纯A1锭和A1-富镧铈混合稀土锭加热到73(T760°C，通入Ar气并加入除 渣剂，进行第一次除气除渣处理，保温8~15min后扒渣； (3) 合金化：将温度降低至7(KT72(TC，加入Al-Sr合金锭至其完全熔化并将熔体搅 拌均匀，通入Ar气并加入除渣剂，进行第二次除气除渣处理，同时进行电磁搅拌处理，保温 l(T20min后扒渣，得到合金液； (4) 挤压铸造制备热挤压坯锭：将合金液倒入挤压模具内，挤压模具预热至 25(T350°C，控制挤压力10(T500MPa，保压时间2(T60s，使其在挤压力条件下凝固成型，得 到合金述锭； (5) 热挤压制备变质剂丝材：将合金坯锭加热至40(T5(KrC，将热挤压模具预热至 40(T480°C，在卧室挤压机上进行热挤压制备变质剂丝材，丝材直径5~16mm，挤压比为 30?150,挤压速度2?12mm/s ; (6) 最终成型：对变质剂丝材进行热校正、冷却最后定尺切断包装，或者将热挤压制备 的变质剂丝材直接热卷曲成盘圆，最终得到提高亚晶Al-Si合金电导率的长效变质剂产 品，变质有效时间至少为5h。4. 采用如权利要求1所述的提高亚共晶Al-Si合金电导率的长效变质剂对亚共晶 Al-Si合金进行变质处理时，其特征在于按照以下步骤进行： 亚共晶Al-Si合金经熔炼和第一次精炼处理并进行机械搅拌后，加入变质剂，变质剂 的加入量是铝硅合金质量的〇. 5~2. 5%，保温l(T90min，然后进行二次精炼处理并进行机械 搅拌，最后在电磁搅拌条件下浇注凝固。【文档编号】C22C21/04GK104195385SQ201410433754【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日 【专利技术者】李润霞, 姜锡博, 于宝义, 勾洋洋, 马广辉, 白彦华, 李荣德 申请人:沈阳工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高亚共晶Al‑Si合金电导率的长效变质剂，其特征在于其成分按照质量百分比为：Sr ：1~4%，富镧铈混合稀土：5~20%，余量为Al，其中按照重量比，Sr：富镧铈混合稀土=1：（5~10）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李润霞，姜锡博，于宝义，勾洋洋，马广辉，白彦华，李荣德，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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