CN102329998A - 一种铝-镁-磷中间合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属金属材料领域，涉及一种用于细化变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的初/共晶Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法。在该中间合金体系中，P元素以AlP、Mg3P2或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在。该合金化学组成按质量百分比为：铝72.0～90.0％，镁5.0～25.0％，磷1.0～6.0％。主要制备步骤是：按质量比例准备好工业纯铝、铝-磷中间合金及工业纯镁；首先在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃保温，然后加入铝-磷中间合金，待完全熔化后搅拌均匀，再将工业纯镁压入熔体内部保温5～25分钟，待反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。所制备的铝-镁-磷中间合金具有良好的细化效果，且能显著提高合金的性能。

Description

一种铝-镁-磷中间合金及其制备方法
一、技术领域
本发明属金属材料领域，特别涉及一种用于细化变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法。 
二、背景技术
颗粒增强复合材料由于具有密度低、铸造性能优异和耐磨性好等一系列优点，而得到广泛关注，具有潜在的应用前景。金属间化合物Mg2Si作为高温强化相，能够显著提高合金的高温抗蠕变性能，因而在铝合金及镁合金中受到越来越多的重视。但在普通铸造条件下，Mg2Si相十分粗大，且在其尖端和棱角处引起应力集中，严重地割裂基体，并容易沿晶界处或板状Mg2Si本身开裂而形成裂纹，力学性能特别是伸长率显著降低，切削加工性能也变差。因此，对Mg2Si相进行细化处理成为改善合金性能的关键。 
目前，主要是采用添加形核剂或变质剂的方法来细化Al-Mg2Si及Mg-Mg2Si合金中的初晶Mg2Si相。例如，向熔体中添加氟钛酸钾、氟硼酸钾、Bi、Sb、RE和Sr等。但添加氟钛酸钾、氟硼酸钾过程中会释放大量有害气体，严重污染环境；而Bi、Sb、RE、Sr等元素，不仅价格高，而且密度大，易偏析，导致初晶Mg2Si相粗大化；磷对Mg2Si相有显著的细化变质作用，然而磷的燃点低，直接加磷单质会造成磷的烧损并产生大量P2O5有毒气体，污染环境。因此，需将磷做成中间合金的形式加入到该熔体中。专利申请号为200610042395.7的中国专利报道了一种P-Si中间合金，但该中间合金熔点过高，变质过程中很难溶解到金属液中，尤其在镁合金中，变质温度过高则会造成镁的烧损。专利200710300329.X中涉及含磷锌基中间合金，但中间合金中含有大量Zn，相对于镁熔体密度太大，容易在熔体中造成沉降产生偏析，导致变质效果不稳定，且只适用于含锌镁合金。 
三、发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种熔点低、无污染、适合细化变质镁-硅系及铝-镁-硅系合金中的Mg2Si相的铝-镁-磷中间合金及其制备方法，解决Mg-Si系及Al-Mg-Si系合金的脆性大、易裂纹、难加工等问题。 
本发明是通过以下技术方案实现的： 
一种铝-镁-磷中间合金，其特征是：所含组分的质量百分比为铝72.0～90.0％，镁5.0～25.0％，磷1.0～6.0％；磷元素以Mg3P2、AlP或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在于中间合金中。 
上述铝-镁-磷中间合金的制备方法，是通过以下步骤实现： 
(1)按质量百分比：工业纯镁3.0～20.0％，铝-磷中间合金13.3～80.0％，其余为工业纯铝，其中铝-磷中间合金的含磷量为5.0～8.0％；准备好制备铝-镁-磷中间合金所需的原料： 
(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化后搅拌均匀，再将工业纯镁压入熔体并保温5～25分钟； 
(3)反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。 
上述为铝-镁-磷中间合金的制备方法，其特征步骤(1)中，铝-磷中间合金的含磷量为5.0～8.0％。 
与其它的含磷中间合金相比，其中的磷元素以Mg3P2、AlP或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在于中间合金体系中；当中间合金加入到合金熔体中后，合金中预先存在的富磷颗粒会首先分散熔解，并根据周围环境与熔体发生化学反应，原位生成细小的有效的形核粒子，为Mg2Si相提供异质形核衬底，从而达到良好细化效果。 
该中间合金具有熔点低、加入量少、变质效果稳定长效等优点，可使初晶Mg2Si尺寸由100μm以上细化至15μm以下，可显著提高合金的力学性能，是一种高效环保型中间合金。具有重要的推广应用价值。 
四、具体实施方式
下面给出本发明的三个最佳实施例。 
实施例1 
(1)按工业纯铝41.0％、铝-磷中间合金50.0％、工业纯镁9.0％的质量百分比称取原料，其中铝-磷中间合金的含磷量为7.5％。 
(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1000℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化搅拌10～20分钟后，再将工业纯镁锭压入铝熔体中保温5～25分钟。 
(3)反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。 
按照上述配比和工艺得到一种最佳成分的铝-锆-磷中间合金，其化学成分的质量百分比为：镁7.5～8.5，磷3.5～3.8，其余为铝。 
实施例2 
(1)按工业纯铝40.0％、铝-磷中间合金35.0％、工业纯镁25.0％的质量百分比称取原料，其中铝-磷中间合金的含磷量为6％。 
(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至900℃～1100℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化搅拌10～20分钟后，再将工业纯镁锭压入铝熔体中保温5～25分钟。 
(3)反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。 
按照上述配比和工艺得到一种最佳成分的铝-锆-磷中间合金，其化学成分的质量百分比为：镁21.5～22.5，磷1.9～2.1，其余为铝。 
实施例3 
(1)按工业纯铝8.0％、铝-磷中间合金78.0％、工业纯镁18％的质量百分比称取原料，其中铝-磷中间合金的含磷量为6.0％。 
(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化搅拌10～20分钟后，再将工业纯镁锭压入铝熔体中保温5～25分钟。 
(3)反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。 
按照上述配比和工艺制取的铝-镁-磷中间合金，其化学成分的质量百分比为：镁16.5～17.5，磷4.2～4.8，其余为铝。 

Claims (3)

1.一种铝-镁-磷中间合金，其特征是：所含组分的质量百分比为铝72.0～90.0％，镁5.0～25.0％，磷1.0～6.0％；磷元素是以Mg3P2、AlP或(Al，Mg，P)三元过渡相形式存在于中间合金中。
2.一种铝-镁-磷中间合金的制备方法，其特征是包括以下步骤：
(1)首先按以下质量百分比准备好制备铝-镁-磷中间合金所需的原料：工业纯镁8.0～30.0％，铝-磷中间合金30.0～92.0％，其余为工业纯铝；
(2)在熔炼炉中将工业纯铝熔化至800℃～1100℃，先加入铝-磷中间合金，待完全熔化后搅拌均匀，再将工业纯镁压入熔体内部保温5～25分钟；
(3)待反应完全并搅拌均匀后直接浇注成锭或制备成线材。
3.根据权利要求2所述铝-镁-磷中间合金的制备方法，其特征是步骤(1)中，铝-磷中间合金的含磷量为5.0～8.0％。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102634694A (zh) * 2012-04-25 2012-08-15 济南大学 一种铝–钇–磷中间合金及其制备方法
CN103146940A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 山东大学 一种铝磷合金的制备方法
WO2016179733A1 (zh) * 2015-05-12 2016-11-17 苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司 一种中间合金材料及其制备方法
CN109811174A (zh) * 2019-03-01 2019-05-28 山东大学 一种铝-磷-锡晶种合金及其制备方法
CN112410593A (zh) * 2020-10-20 2021-02-26 中国兵器科学研究院宁波分院 一种铝合金焊丝用中间合金的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101613820A (zh) * 2009-07-15 2009-12-30 山东大学 一种铝-锆-磷中间合金及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101613820A (zh) * 2009-07-15 2009-12-30 山东大学 一种铝-锆-磷中间合金及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《Journal of Alloys and Compounds》 20081006 Chong Li etc. 《Refinement and modification performance of Al-P master alloy on primary Mg2Si in Al-Mg-Si alloys》 第145-150页 1-2 第465卷, 第1-2期 *
CHONG LI ETC.: "《Refinement and modification performance of Al–P master alloy on primary Mg2Si in Al–Mg–Si alloys》", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》, vol. 465, no. 12, 6 October 2008 (2008-10-06), pages 145 - 150 *
HOU，J ETC.: "《Nucleating role of an effective in situ Mg3P2 on Mg2Si in Mg-Al-Si alloys》", 《JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS》, vol. 509, no. 3, 21 January 2011 (2011-01-21), pages 735 - 739 *
石锦罡等: "《Mg含量对ADC12铝合金组织及性能的影响》", 《热处理》, vol. 26, no. 4, 31 August 2011 (2011-08-31), pages 48 - 53 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102634694A (zh) * 2012-04-25 2012-08-15 济南大学 一种铝–钇–磷中间合金及其制备方法
CN103146940A (zh) * 2013-03-19 2013-06-12 山东大学 一种铝磷合金的制备方法
WO2016179733A1 (zh) * 2015-05-12 2016-11-17 苏州列治埃盟新材料技术转移有限公司 一种中间合金材料及其制备方法
CN109811174A (zh) * 2019-03-01 2019-05-28 山东大学 一种铝-磷-锡晶种合金及其制备方法
CN109811174B (zh) * 2019-03-01 2019-08-30 山东大学 一种铝-磷-锡晶种合金及其制备方法
CN112410593A (zh) * 2020-10-20 2021-02-26 中国兵器科学研究院宁波分院 一种铝合金焊丝用中间合金的制备方法

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Assignee: Shandong Al&Mg Melt Technology Co., Ltd.

Assignor: Shandong University

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Denomination of invention: Aluminium-magnesium-phosphorus intermediate alloy and preparation method thereof

Granted publication date: 20130206

License type: Exclusive License

Record date: 20131009

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