一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法。首先在850℃的高纯氧化镁坩埚中熔化可以完全覆盖合金液的净化剂(42.5KCl+42.5NaCl+15Na3AlF6)，再加入Al

【技术实现步骤摘要】
一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法


[0001]本专利技术属于有色合金加工成型
，具体涉及一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法。

技术介绍

[0002]铝硅合金是一种应用广泛的铸造铝合金；其中硅含量为13
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26wt.％的过共晶铝硅合金，具有热膨胀系数低、密度小、结晶潜热高、耐磨性好和比强度高等特点，被广泛应用于制备交通工具发动机活塞和气缸套等耐磨零部件，用于汽车轻量化生产，同时在航空航天，船舶海洋等方面也都有广泛应用。由于过共晶铝硅合金中的铝相硬度明显低于硅相、但其密度大于硅相且热膨胀系数是硅相的3
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4倍。因此随着硅含量的增加，合金密度和线膨胀系数降低、耐磨性提高，同时硅相作为一种硬质相分布在软韧的铝基体中，可以提高材料的尺寸稳定性；但是在传统铸造条件下，由于冷速较慢，粗大的板片状初晶硅及粗针状或长针状共晶硅，在外力作用时，会引起硅相的尖端及棱角处的应力集中，将严重割裂合金基体，使组织恶化，显著降低了合金的力学性能，使其应用受到一定限制。因此为了提高材料的综合力学性能，细化凝固组织至关重要。
[0003]目前，对过共晶铝硅合金中初生硅的细化研究较多，但对共晶组织的细化研究还有所局限；硅相的细化处理主要可以通过物理和化学两方面进行研究，目前的已有研究主要可以通过快速凝固以及熔体过热处理等物理手段，添加变质剂等化学处理手段。对初晶硅的变质细化，在工业上广泛应用的是P变质处理，但P是一种易燃性非常高的物质，对保存条件的要求十分严格，同时反应时还会产生大量的白色有毒烟雾。研究发现，稀土元素进行变质处理可以有效细化硅相，但其细化程度和元素种类以及添加量都有着密切的关系。如果能消除过共晶铝硅合金中的初生硅，将有效增加该合金的强韧性，对扩大过共晶铝硅合金的应用领域具有重要价值。

技术实现思路

[0004]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0005]鉴于上述及现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0006]因此，本专利技术的目的在于提供一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法。
[0007]为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于：包括，
[0008]将卤盐净化剂在坩埚中熔化，加入过共晶铝硅合金，充分摇晃使合金熔化；待过共晶铝硅合金完全熔化后，添加镧合金，将混合熔体充分摇晃熔化后保温；
[0009]保温结束后，将合金液浇注在室温金属型中成型。
[0010]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述卤盐净化剂成分配比为42.5％NaCl+42.5％KCl+15％Na3AlF6，使用量将过共晶铝硅合金固体料完全浸没。
[0011]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述坩埚为850℃高纯氧化镁坩埚。
[0012]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述过共晶铝硅合金，为硅含量在Al
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24Si的过共晶铝硅合金。
[0013]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述镧合金为Al
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10La中间合金。
[0014]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述镧合金，每添加50g过共晶铝硅合金，需添加过共晶铝硅合金质量分数1wt.％～5wt.％的镧合金。
[0015]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法的一种优选方案，其中：所述保温，保温条件为在850℃下保温30分钟
[0016]作为本专利技术所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法所得到的产品近伪共晶铝硅合金的一种优选方案，其中：所述产品近伪共晶铝硅合金中的初生铝相不到1.9％，合金组织由细小的共晶组织组成，无富镧相。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]本专利技术采用熔体净化和添加微量合金元素镧对Al
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24Si过共晶铝硅合金熔体进行协同处理，通过净化处理消除熔体中的氧化夹杂和其他杂质元素，使合金熔体处于深过冷状态，在凝固时可以同时大量形核，而微量镧元素可为硅相提供额外的形核质点，并吸附在硅相凹角处抑制硅相生长，消除合金中的初生硅，最终获得近伪共晶凝固组织。与传统的细化过共晶铝硅合金中硅相的方法不同，本专利技术是一种获得近伪共晶凝固组织的新型工艺方法，对扩大过共晶铝硅合金的应用领域具有重要价值。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0020]图1为对比例1中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0021]图2为对比例2中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0022]图3为对比例3中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0023]图4为对比例4中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0024]图5为对比例5中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0025]图6为实施例1中Al
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22Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0026]图7为实施例2中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0027]图8为实施例3中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0028]图9为实施例4中Al
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24Si合金试样横截面处的显微组织照片；
[0029]图10为实施例5中Al
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26Si合金试样横截面处的显微组织照片。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0031]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于：包括，将卤盐净化剂在坩埚中熔化，加入过共晶铝硅合金，充分摇晃使合金熔化；待过共晶铝硅合金完全熔化后，添加镧合金，将混合熔体充分摇晃熔化后保温；保温结束后，将合金液浇注在室温金属型中成型。2.如权利要求1所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于：所述卤盐净化剂成分配比为42.5％NaCl+42.5％KCl+15％Na3AlF6，使用量将过共晶铝硅合金固体料完全浸没。3.如权利要求1所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于：所述坩埚为850℃高纯氧化镁坩埚。4.如权利要求1所述利用熔体净化和微量镧合金化制备近伪共晶铝硅合金的制备方法，其特征在于：所述过共晶铝硅合金，为硅含量在Al
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【专利技术属性】
技术研发人员：王建华，荆伊蕾，朱泽，吴长军，苏旭平，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：