利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金技术

本发明专利技术提供了一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金，解决了现有技术中回收高含铁量ZL102的工艺，回收率只有1%，而高含铁量ZL102产出率却有5%，回收率低，经济损失较大的技术问题。该方法包括下述步骤：（1）对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；（2）制备铝硅合金。本发明专利技术将高含铁量的ZL102合金加锰重熔后，铁相组织变短变细，得到铁相细化的重熔ZL102锭；加入量可以达到铝硅合金总重量的5%，可以完全和产出抵消，大大提高了回收率，避免了经济损失。

Preparation of Al Si alloy by high iron content ZL102 aluminizing alloy and Al Si alloy

【技术实现步骤摘要】
利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金
本专利技术涉及一种高含铁量ZL102渗铝合金的回收工艺，具体涉及一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金。
技术介绍
现有技术中，铝活塞第一环槽采用镶嵌铸铁镶圈增加耐磨性和导热性。铸铁镶圈在铝活塞铸造时放入，为保障铸铁镶圈与铝活塞的粘接率和粘接强度，需要对铸铁镶圈进行渗铝处理。渗铝处理采用的是ZL102合金，随着渗铝进行，ZL102合金的铁含量可高达6％。根据生产情况，一般来说每生产20吨镶圈活塞就会产生1吨高含铁量的ZL102，产出率为5％。为回收利用高含铁量ZL102，现有技术中是将高含铁量ZL102作为ZL109材料的部分原料，在配制ZL109时直接将其加入。在配制ZL109时直接加入高含铁量ZL102，由于渗铝合金的铁含量较高，形成了高熔点的铁化合物，在合金重新配制中，此含铁化合物不易熔化，形成针铁；从而致使用其配制的ZL109材料出现铁含量不高却铁相不合格的情况。为控制铁相，不能添加太多ZL102；为保障新配ZL109材料成分和铁相均合格，高铁含量ZL102回收利用配制ZL109时的添加量仅为1％。高含铁量ZL102产出率5％，回收率却只有1％，积压严重，甚至只能作为低价废铝卖掉，经济损失较大。铝活塞的材料是ZL109，其铁含量要求≤0.7％。ZL102和ZL109材料主要成分如下表1所示：表1ZL102和ZL109材料主要成分r>含量：％FeSiCuNiMgMnAlZL102≤610-12////余量ZL109≤0.711-130.5-1.50.8-1.50.8-1.3≤0.2余量。本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：1、现有技术中在配制ZL109时直接加入高含铁量ZL102，铁相容易不合格；2、现有技术中回收高含铁量ZL102的工艺，回收率只有1％，而高含铁量ZL102产出率却有5％，回收率低，经济损失较大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法及铝硅合金，以解决现有技术中回收高含铁量ZL102的工艺，回收率只有1％，而高含铁量ZL102产出率却有5％，回收率低，经济损失较大的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，包括下述步骤：(1)对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；(2)制备铝硅合金：①准备原料，原料中包括铝锭、硅、铜、镍、镁以及步骤(1)制备的重熔ZL102锭；②将所有的原料投入熔炼炉内，在铝锭全部熔化后升温到760℃以上，然后采用少量多次方式加入步骤(1)制备的重熔ZL102锭以速熔扩散；少量多次加入主要是避免重熔ZL102锭加入过快过多，在熔化时铁未及时扩散导致局部铁相因铁含量高重新集聚长大；③步骤(1)制备的重熔ZL102锭加完以后，最后加入镁，然后升温至850℃-900℃，在850℃-900℃保温扩散20min-40min，得到铝硅合金。进一步的，所述步骤(1)中，加锰重熔的具体步骤为：①称取ZL102渗铝合金和Mn；②将ZL102渗铝合金和Mn加入重熔炉并迅速升温至850℃-900℃，在850℃-900℃保温扩散20min-40min；高熔点的铁化合物随着温度的升高，溶解会增大。重熔采取850-900℃高温保持20min-40min，可使ZL102渗铝合金中铁相更加充分短杆化(细化)；③待扩散20min-40min后，浇铸铁相细化的重熔ZL102锭。进一步的，所述步骤(1)③中，在浇铸铁相细化的重熔ZL102锭的过程中，合金液凝固时间为20S-30S。进一步的，所述步骤(1)③中，浇铸铁相细化的重熔ZL102锭的方法为：进行半锭浇铸并采用水冷锭槽进行急冷翻锭。高温保持后进行急冷翻锭，采用大锭槽浇小锭(如半锭浇铸)，同时采用在锭槽外部底面进行水冷，可以加快冷却凝固的速度。在合金液冷却凝固过程中，已经短杆化的铁相会随温度降低而慢慢长大；若常规翻锭，需要约2分钟才能凝固，铁相在缓慢凝固过程中又会长大还原成粗大的针状相；所以需要加快冷却速度，在20S-30s内完成凝固，即在铁相还未长大前完成凝固，铁相就能保持在短杆化(细化)状态。进一步的，所述步骤(1)中，锰的加入量按重量比Mn：Fe＝(0.2-0.4):1加入。进一步的，所述步骤(1)中，锰的加入量按重量比Mn：Fe＝03:1加入。进一步的，所述Mn的来源为AlMn10。本专利技术提供的一种铝硅合金，应用上述的方法制备而成。基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：(1)本专利技术提供的利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，将高含铁量的ZL102合金加锰重熔后，铁相组织变短变细，得到铁相细化的重熔ZL102锭；可以将铁相细化的重熔ZL102锭作为制备铝硅合金的原料，加入量可以达到铝硅合金总重量的5％，可以完全和产出抵消，大大提高了回收率，避免了经济损失。(2)本专利技术提供的利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，制备出的铝硅合金的铁相与不添加ZL102时合金质量保持一致，并且高温抗拉强度略有提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实验例中铁含量6％的ZL102渗铝合金的(500倍)金相图；图2是本专利技术实验例中加入1％的Mn后的(500倍)金相图；图3是本专利技术实验例中加入2％的Mn后的(500倍)金相图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。原料及设备说明：Mn的来源为AlMn10。熔炼炉采用的是工频炉；工频炉带有自振动搅拌效果，有利于步骤(1)制备的重熔ZL102锭进行速熔扩散。下述实施例以制备ZL109为例：...

【技术保护点】
1.一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，其特征在于：包括下述步骤：/n（1）对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；/n（2）制备铝硅合金：/n①准备原料，原料包括铝锭、硅、铜、镍、镁以及步骤（1）制备的重熔ZL102锭；/n②将铝锭、硅、铜、镍投入熔炼炉内，在铝锭全部熔化后升温到760℃以上，然后采用少量多次方式加入步骤（1）制备的重熔ZL102锭以速熔扩散；/n③步骤（1）制备的重熔ZL102锭加完以后，最后加入镁，然后升温至850℃-900℃，在850℃-900℃保温扩散20min-40min，得到铝硅合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，其特征在于：包括下述步骤：
（1）对高含铁量的ZL102渗铝合金进行加锰重熔，得到铁相细化的重熔ZL102锭；
（2）制备铝硅合金：
①准备原料，原料包括铝锭、硅、铜、镍、镁以及步骤（1）制备的重熔ZL102锭；
②将铝锭、硅、铜、镍投入熔炼炉内，在铝锭全部熔化后升温到760℃以上，然后采用少量多次方式加入步骤（1）制备的重熔ZL102锭以速熔扩散；
③步骤（1）制备的重熔ZL102锭加完以后，最后加入镁，然后升温至850℃-900℃，在850℃-900℃保温扩散20min-40min，得到铝硅合金。


2.根据权利要求1所述的利用高含铁量ZL102渗铝合金制备铝硅合金的方法，其特征在于：所述步骤（1）中，加锰重熔的具体步骤为：
①称取ZL102渗铝合金和Mn；
②将ZL102渗铝合金和Mn加入重熔炉并迅速升温至850℃-900℃，在850℃-900℃保温扩散20min-40min；
③待扩散20min-40min后，浇铸铁相细化的重熔ZL102锭。

【专利技术属性】
技术研发人员：温志高，顾学坤，徐昌友，
申请(专利权)人：成都银河动力有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51