一种变质亚共晶铝硅合金及其制备方法技术

一种变质亚共晶铝硅合金及其制备方法，步骤：将铝锭放入熔炼炉中加热熔化，得到铝液，再将镁块投入铝液中，而后加入铝硅中间合金，加入精炼剂清渣除气，扒渣，浇注成形，得到亚共晶铝硅合金；将亚共晶铝硅合金投入熔炼炉中加热熔化，再加入铝硼中间合金，待铝硼中间合金熔化后搅拌，再加入精炼剂清渣除气且对熔液取样分析及调整化学元素的含量为：6.5‑7.5%的硅、0.25‑0.4%的镁和0.02‑0.1%的硼，余量为铝，扒渣，最后浇注成型，得到待后处理坯；将待后处理坯投入加热炉中固溶处理，固溶处理结束后进行水淬，得到变质亚共晶铝硅合金。满足汽车轮毂之类的部件的使用要求；步骤简练，满足工业化放大生产要求。

A modified hypoeutectic Al Si alloy and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种变质亚共晶铝硅合金及其制备方法
本专利技术属于铝合金材料及其制备
，具体涉及一种变质亚共晶铝硅合金，并且还涉及其制备方法。
技术介绍
亚共晶铝硅合金是一种铸造Al-Si系铝合金，是目前应用最为广泛的铝合金。其具有流动性好、气密性好、收缩率及热裂倾向小、强度和延伸率适中等优点，广泛应用于汽车轮毂等零件。然而，在亚共晶铝硅合金中，共晶硅相是以片层状的形态分布于铝基体中的，粗大的片层状硅相会严重割裂基体的连续性，并且尖端存在应力集中，降低合金的力学性能。因此，通常采用变质处理的方法来消除硅相的负面影响，所谓的变质处理是通过加入微量元素而藉以改善共晶硅的形状、大小以及分布，使粗大的片层状硅相变质成细小颗粒状，从而提高其力学性能，扩大适用范围。在公开的中国专利文献中可见诸变质亚共晶铝硅合金及其制备方法的技术信息，典型的如CN103695734A推荐有“一种新型长效细化变质亚共晶铝合金材料及其制备方法”，其化学元素及其质量%比为：4.5-7.5%的Si、0.1-1%的Mg、0.1-0.2%的Ti和0.1-0.2%的Sb，余为Al（见说明书第0007段）。又如CN105200757A提供有“一种稀土Er变质亚共晶铝硅合金的方法”，公开的化学元素及其质量%比为：3-8.5%的Si、0.05-0.1%的Cu、0.08-0.1%的Mn、0.35-0.38%的Mg和0.05-0.5%的Er。上述两项专利中的前者通过添加Sb（锑）来对亚共晶铝硅合金变质，而后者通过添加Er（铒）对亚共晶铝硅合金变质。
技术实现思路
本专利技术的首要任务在于提供一种有助于改善共晶硅相组织、有利于细化共晶硅颗粒和有益于提高强度及塑性的变质亚共晶铝硅合金。本专利技术的另一任务在于提供一种变质亚共晶铝硅合金的制备方法，该方法工艺步骤少、工艺要素不苛刻并且能保障制备的变质亚共晶铝硅合金的所述技术效果得以全面体现。本专利技术的首要任务是这样来完成的，一种变质亚共晶铝硅合金，其化学元素及其质量%含量为：6.5-7.5%的硅、0.25-0.45%的镁和0.02-0.1%的硼，余量为铝。本专利技术的另一任务是这样来完成的，一种变质亚共晶铝硅合金的制备方法，包括以下步骤：A)制备亚共晶铝硅合金，先将铝锭放入熔炼炉中加热熔化，得到铝液，再将镁块投入铝液中，而后加入铝硅中间合金，待铝硅中间合金熔化后保温，加入精炼剂清渣除气，扒渣，浇注成形，得到亚共晶铝硅合金；B)制备待后处理坯，先将由步骤A）得到的亚共晶铝硅合金投入熔炼炉中加热熔化，再加入铝硼中间合金，待铝硼中间合金熔化后搅拌，而后保温，再加入精炼剂清渣除气并且对熔液取样分析及调整化学元素的质量%含量为：6.5-7.5%的硅、0.25-0.4%的镁和0.02-0.1%的硼，余量为铝，扒渣，最后浇注成型，得到待后处理坯；C)后处理，将由步骤B）得到的待后处理坯投入加热炉中固溶处理，并且控制固溶处理的温度与时间，固溶处理结束后进行水淬并且控制水淬温度与时间，得到变质亚共晶铝硅合金。在本专利技术的一个具体的实施例中，步骤A）中所述的加热熔化的温度为750-800℃。在本专利技术的另一个具体的实施例中，步骤A）中所述的镁块为纯镁块。在本专利技术的又一个具体的实施例中，步骤A）中所述的铝硅中间合金为硅元素的重量占总重量的20%的Al-20Si合金。在本专利技术的再一个具体的实施例中，步骤A）中所述保温的温度为745-755℃，保温的时间为4-6min；所述的亚共晶铝硅合金为A356铝合金。在本专利技术的还有一个具体的实施例中，步骤B）中所述的加热熔化的温度为750-800℃；所述的铝硼中间合金为硼元素的重量占总重量的3%的Al-3B合金。在本专利技术的更而一个具体的实施例中，步骤B）中所述搅拌的时间为2-3min，所述保温的温度为745-755℃，保温时间为4-6min。在本专利技术的进而一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制固溶处理的温度和时间是将温度和时间分别控制为525-535℃和2-6h。在本专利技术的又更而一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制水淬温度和时间是将水淬温度和时间分别控制为170-180℃和4-8h。本专利技术提供的技术方案的技术效果在于：由于在配方中择用了来源广泛取量合理且廉价的硼，因而既可改善共晶硅相组织和细化共晶硅颗粒，又能提高屈服强度（220-258MPa）、抗拉强度（240-290MPa）和延伸率（5.5-8.1%），满足汽车轮毂之类的部件的使用要求；由于提供的制备方法工艺步骤简练，无苛刻的工艺要素并且能保障制备的变质亚共晶铝硅合金得以全面体现前述技术效果，因而能满足工业化放大生产要求。具体实施方式实施例1：A)制备亚共晶铝硅合金，先将铝锭放入熔炼炉（优选使用钟罩炉）中加热温度为750℃下熔化，得到铝液，再将纯镁块用钟罩压力铝液中，而后加入铝硅中间合金，待铝硅中间合金全部熔化后在温度为745℃下保温4min，再加入精炼剂清渣除气，扒渣，扒渣后于745℃浇注成形，得到亚共晶铝硅合金，即得到A356铝合金，本步骤中所述的铝硅中间合金为硅元素的重量占总重量的20%的Al-20Si合金；B)制备待后处理坯，先将由步骤A）得到的亚共晶铝硅合金即A356铝合金投入熔炼炉中在熔炼炉温度800℃下熔化，再加入铝硼中间合金，待铝硼中间合金熔化后搅拌2min，并在755℃下保温4min，再加入精炼剂清渣除气并且对熔液取样分析及调整化学元素的质量%含量为：6.5%的硅、0.4%的镁和0.08%的硼，余量为铝，扒渣，最后在755℃下浇注成型，得到待后处理坯，本步骤中所述的铝硼中间合金为硼元素的重量占总重量的3%的Al-3B合金；C)后处理，将由步骤B）得到的待后处理坯投入加热炉中在加执温度525℃下固溶处理6h，固溶处理结束后进行水淬，水淬温度为180℃，水淬时间为4h，得到变质亚共晶铝硅合金。经检测，该亚共晶铝硅合金T6态的室温力学性能如下：屈服强度为220MPa，抗拉强度为240MPa，延伸率为5.5%。实施例2：A)制备亚共晶铝硅合金，先将铝锭放入熔炼炉（优选使用钟罩炉）中加热温度为800℃下熔化，得到铝液，再将纯镁块用钟罩压力铝液中，而后加入铝硅中间合金，待铝硅中间合金全部熔化后在温度为755℃下保温6min，再加入精炼剂清渣除气，扒渣，扒渣后于755℃浇注成形，得到亚共晶铝硅合金，即得到A356铝合金，本步骤中所述的铝硅中间合金为硅元素的重量占总重量的20%的Al-20Si合金；B)制备待后处理坯，先将由步骤A）得到的亚共晶铝硅合金即A356铝合金投入熔炼炉中在熔炼炉温度790℃下熔化，再加入铝硼中间合金，待铝硼中间合金熔化后搅拌2min，并在745℃下保温5min，再加入精炼剂清渣除气并且对熔液取样分析及调整化学元素的质量%含量为：7%的硅、0.45%的镁和0.02%的硼，余量为铝，扒渣，最后在745℃下浇注成型，得到待后处理坯，本步骤中所述的铝硼中间合金为硼元素的重量占总重量的3%的Al-3B合金；C)后处理，将由步骤B）得到的待后处理坯投入加热炉中在加执温度535℃下固溶处理2h，固溶处理结束后进行水淬，水淬温度为170℃，水淬时间为8h，得到变质亚共晶铝硅合金。经检测，该亚共晶铝硅合金T6态的室温力学性能如下：屈服强度为258MP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变质亚共晶铝硅合金，其特征在于其化学元素及其质量%含量为：6.5‑7.5%的硅、0.25‑0.45%的镁和0.02‑0.1%的硼，余量为铝。

【技术特征摘要】
1.一种变质亚共晶铝硅合金，其特征在于其化学元素及其质量%含量为：6.5-7.5%的硅、0.25-0.45%的镁和0.02-0.1%的硼，余量为铝。2.一种如权利要求所述的变质亚共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于包括以下步骤：A)制备亚共晶铝硅合金，先将铝锭放入熔炼炉中加热熔化，得到铝液，再将镁块投入铝液中，而后加入铝硅中间合金，待铝硅中间合金熔化后保温，加入精炼剂清渣除气，扒渣，浇注成形，得到亚共晶铝硅合金；B)制备待后处理坯，先将由步骤A）得到的亚共晶铝硅合金投入熔炼炉中加热熔化，再加入铝硼中间合金，待铝硼中间合金熔化后搅拌，而后保温，再加入精炼剂清渣除气并且对熔液取样分析及调整化学元素的质量%含量为：6.5-7.5%的硅、0.25-0.4%的镁和0.02-0.1%的硼，余量为铝，扒渣，最后浇注成型，得到待后处理坯；C)后处理，将由步骤B）得到的待后处理坯投入加热炉中固溶处理，并且控制固溶处理的温度与时间，固溶处理结束后进行水淬并且控制水淬温度与时间，得到变质亚共晶铝硅合金。3.根据权利要求2所述的一种变质亚共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于步骤A）中所述的加热熔化的温度为750-800℃。4.根据权利要求2所述的一种变质亚共晶铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫国，周波，
申请(专利权)人：常熟市恒泰精密金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32