变质剂及其制备方法、用于制备变质剂的原料组合物技术

本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种变质剂及其制备方法、用于制备变质剂的原料组合物。用于制备变质剂的原料组合物，由Al

【技术实现步骤摘要】
变质剂及其制备方法、用于制备变质剂的原料组合物


[0001]本申请涉及材料领域，具体而言，涉及一种变质剂及其制备方法、用于制备变质剂的原料组合物。

技术介绍

[0002]过共晶铝硅合金被广泛应用于机械加工的零部件，如发动机活塞和缸体等；但由于其微观组织中存在粗大板块状的初晶硅和粗大针状的共晶硅，在外力作用下，合金中的硅相尖端和棱角部位易引起局部应力集中，从而明显降低了合金的力学性能，尤其是影响其塑形、强度及耐磨性的提高，另外，合金中硬而脆的粗大初晶硅极易加快机械加工刀具的磨损，同时加工的产品表面光洁度也很差。
[0003]过共晶铝硅合金微观组织中的粗大板块状的初晶硅和粗大针状的共晶硅的形貌可以通过变质处理(变质处理是指在金属液体中加入少量变质剂，使金属或合金的粗大结晶组织和性能发生明显改善的工艺操作)进行细化。
[0004]过共晶铝硅合金中硅相的变质包括两部分，分别是初晶硅和共晶硅，两种硅相变质所用的变质剂不同；初晶硅变质一般采用磷元素、硫元素、砷元素等，共晶硅变质一般采用锶元素、钠元素、稀土元素、锑元素、钡元素等。目前，行业内针对过共晶铝硅合金熔铸过程的变质处理所用的变质剂主要以磷元素为基体，具体包括：赤磷、Al
‑
P中间合金、Cu
‑
P中间合金、Al
‑
P
‑
Cu中间合金、磷盐(PNCl2)等；
[0005]对于过共晶铝硅合金的变质处理来说，变质剂赤磷、Al
‑
P中间合金、Cu
‑
P中间合金、Al
‑
P
‑
Cu中间合金、磷盐(PNCl2、PCl5)等仅能对初晶硅具有细化效果，而无法对共晶硅起到细化作用。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种变质剂及其制备方法、用于制备变质剂的原料组合物，其旨在同时细化过共晶铝硅合金中的初晶硅和共晶硅组织。
[0007]本申请提供一种用于制备变质剂的原料组合物，由Al
‑
P中间合金、Al
‑
Sr中间合金、含稀土元素的金属材料、Al
‑
Be中间合金、Al
‑
B中间合金、Al
‑
Ti中间合金以及铝锭组成；所述含稀土元素的金属材料含有质量比为(13
‑
16)：(8
‑
10)：(2
‑
4)的镧、铈和铒；镧、铈或者铒的存在形式为Al
‑
Re中间合金或者Re锭；所述Re为La、Ce或者Er；
[0008]其中，在所述原料组合物中，各个元素的质量百分数占比如下：
[0009]P 4.48
‑
6.52wt％；Sr 3.18
‑
4.62wt％；稀土元素Re之和为1.8
‑
2.5wt％；Be 0.8
‑
1.02wt％；B 0.1
‑
0.3wt％；Ti 0.2
‑
0.4wt％；余量的Al和不可避免的杂质。
[0010]原料组合物由Al
‑
P中间合金、Al
‑
Sr中间合金、稀土元素Re、Al
‑
Be中间合金、Al
‑
B中间合金、Al
‑
Ti中间合金以及铝锭组成；通过将各元素含量进行最优配比，以达到过共晶铝硅合金组织中初晶硅和共晶硅的同时细化；使过共晶铝硅合金中初晶硅和共晶硅起到最佳的双重变质效果。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述含稀土元素的金属材料含有质量比为15：9：3的镧、铈和铒。
[0012]本申请还提供一种变质剂的制备方法，包括：
[0013]将上述的用于制备变质剂的原料组合物熔化、精炼、除气、过滤、铸坯、轧制、收线。
[0014]本申请还提供一种变质剂的制备方法，包括：
[0015]将铝锭熔化；控制铝液温度在770
±
10℃，然后加入Al
‑
P中间合金、Al
‑
Be中间合金，混合均匀；然后控制温度在735
±
10℃，加入Al
‑
Sr中间合金、混合含有稀土元素的金属材料、Al
‑
B中间合金，Al
‑
Ti中间合金，混合均匀；
[0016]然后进行精炼、除气、过滤，在690～710℃下浇铸，然后铸坯、轧制、收线。
[0017]在本申请的一些实施例中，精炼步骤包括：
[0018]使熔液温度为750
±
10℃，用纯度为99.999％以上的高纯氩气作载体，将无钠颗粒精炼剂加入熔体中进行精炼。
[0019]在本申请的一些实施例中，从连铸机铸造得到的铸坯经过连轧机形成丝杆状。
[0020]在本申请的一些实施例中，连续铸造的过程中，形成的坯料经过连轧机轧制成外径为9mm
‑
10mm的圆线杆。
[0021]在本申请的一些实施例中，连铸连轧的过程中：进轧温度为480
‑
520℃，终轧温度≤280℃。
[0022]本申请还提供一种变质剂，变质剂由上述的变质剂的制备方法制得。
[0023]通过变质剂原料的成分设计配比和特殊的制备工艺，可有效改善变质剂在成分、组织与性能上的变质效果；使过共晶铝硅合金的变质处理达到较佳效果，可同时改善初晶硅和共晶硅粗大的问题。
[0024]本申请还提供一种过共晶铝硅合金变质处理的方法，包括：从流槽铝液中在线加入上述的变质剂。
[0025]前述的变质剂和其独特的在线加入的使用方法，可以进一步提高变质处理的效果，可同时细化初晶硅和共晶硅晶粒。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0027]图1示出了实施例7的过共晶铝硅合金的金相图。
[0028]图2示出了实施例16的过共晶铝硅合金的金相图。
[0029]图3示出了实施例13的过共晶铝硅合金的金相图。
[0030]图4示出了对比例3的过共晶铝硅合金的金相图。
[0031]图5示出了对比例19的过共晶铝硅合金的金相图。
[0032]图6示出了未经过变质的A390铝合金的金相图。
[0033]图7示出了经过上述变质方法变质后的A390铝合金的金相图。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于制备变质剂的原料组合物，其特征在于，由Al
‑
P中间合金、Al
‑
Sr中间合金、含稀土元素的金属材料、Al
‑
Be中间合金、Al
‑
B中间合金、Al
‑
Ti中间合金以及铝锭组成；所述含稀土元素的金属材料含有质量比为(13
‑
16)：(8
‑
10)：(2
‑
4)的镧、铈和铒，镧、铈或者铒的存在形式为Al
‑
Re中间合金或者Re锭，所述Re为La、Ce或者Er；其中，在所述原料组合物中，各个元素的质量百分数占比如下：P 4.48
‑
6.52wt％；Sr 3.18
‑
4.62wt％；稀土元素Re之和为1.8
‑
2.5wt％；Be 0.8
‑
1.02wt％；B 0.1
‑
0.3wt％；Ti 0.2
‑
0.4wt％；余量的Al和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的用于制备变质剂的原料组合物，其特征在于，所述含稀土元素的金属材料含有质量比为15：9：3的镧、铈和铒。3.一种变质剂的制备方法，其特征在于，包括：将权利要求1或2所述的用于制备变质剂的原料组合物熔化、精炼、除气、过滤、铸坯、轧制、收线。4.一种变质剂的制备方法，采用权利要求1或2所述的用于制备变质剂的原料组合物，其特征在于，包括：将铝锭熔化，控制铝液温度在770
±
10℃，然后加入Al
‑
P中间合金、Al
‑
Be中间合金，混合均匀；然后控制温度在735
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佼，李富元，田进，黎柏康，孟祥永，王红梅，章晶林，王成建，
申请(专利权)人：湖北新金洋资源股份公司，
类型：发明
国别省市：