CN102634700A - 一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用，铸造铝硅合金孕育剂，其重量份比组成为：铝60-99份，硅0.5-30份，铁0.1-30份；在熔炼炉里将工业纯铝融化至800-900℃，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，继续加热，保温至完全熔解，浇铸而成。本发明铸造铝硅合金孕育剂含有共晶硅的形核基底，在与变质剂共同作用时，变质剂改变共晶硅的生长机制，改变共晶硅片状生长的生长方式，同时本孕育剂大大提高共晶硅的形核率，使得最后凝固组织中共晶硅比单独锶变质时更为细小，空间分布更为均匀。

Description

一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及铸造铝硅合金技术，特别是一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用，属于金属材料技术领域。
背景技术
铸造铝硅合金由于其高的比强度，良好的耐蚀性和机加工性能，成为汽车轻量化的首选材料。在工业生产中对铸造铝硅合金的熔体处理方法主要包括细化和变质两类。细化是通过添加细化剂来提高初生铝的形核率，使得初生铝的形貌改善，提高组织的均匀性。变质是通过加入变质元素，改变共晶硅的生长机制及形貌，以此来改善材料的力学性能。在铸造铝硅合金中共晶硅的形貌和分布状况对力学性能起关键性的作用。但是现在细化和变质处理都很难进一步改善共晶硅的形貌和分布状态。因此进一步细化共晶硅，提高共晶硅的形核率，改善共晶硅的分布状态，成为进一步提高铸造铝硅合金力学性能的重要途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种铸造铝硅合金孕育剂及其制备方法和应用，该种孕育剂能细化共晶硅，提高共晶硅形核率，改善共晶硅分布状态。
本发明采取的技术方案为：
一种铸造铝硅合金孕育剂，其重量份比组成为：铝60-99份，硅0.5-30份，铁0.1-30份。
所述的铸造铝硅合金孕育剂，其重量份比组成优选为：铝65-99份，硅0.5-10份，铁0.1-25份。
上述铸造铝硅合金孕育剂的制备方法，包括步骤如下：
（1）按质量比称取工业纯铝、工业纯硅、工业纯铁原料；
（2）在熔炼炉里将工业纯铝熔化至800-900°C，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，继续加热，保温至完全熔解；
（3）将上述熔体浇铸成铸锭或连铸连轧成线材。
所述的铸造铝硅合金孕育剂在铝硅合金铸造生产中的应用。
应用方法：将基础铝合金熔融，加入基础铝合金质量0.1%～0.3%的变质剂，在浇注前加入基础铝合金质量0.1%～5%的上述铸造铝硅合金孕育剂，待熔体均匀后正常浇注。
本发明铸造铝硅合金孕育剂含有共晶硅的形核基底，在与变质剂共同作用时，变质剂改变共晶硅的生长机制，改变共晶硅片状生长的生长方式，同时本孕育剂大大提高共晶硅的形核率，使得最后凝固组织中共晶硅比单独锶变质时更为细小，空间分布更为均匀。从金相照片上可以看出共晶硅在加入孕育剂后形核率提高一倍，共晶硅在高倍数光学显微镜下（1500倍）仍呈现点状分布。
附图说明
图1是对比例1在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图；
图2是实施例1在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图；
图3是对比例2在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图；
图4是实施例2在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图；
图5是对比例3在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图；
图6是实施例3在砂型中自然冷却的共晶硅在1500倍的光学显微镜下的形貌图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明。
实施例1
铸造铝硅合金孕育剂的制备：
（1）按工业纯铝65%，硅10%，铁25%的质量比称取原料；
（2）将纯铝熔化并升温至900°C，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，搅拌至完全熔解；
（3）将上述熔体浇铸成铸锭或连铸连轧成线材。
铸造铝硅合金孕育剂的应用：
在中频炉里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，按照A356合金质量1%的比例加入本实施例制备的铸造铝硅合金孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里，成品显微镜下的形貌如图2。
实施例2
铸造铝硅合金孕育剂的制备：
（1）按工业纯铝92%，硅6%，铁2%的质量比称取原料；
（2）将纯铝熔化并升温至900°C，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，搅拌至完全熔解；
（3）将上述熔体浇铸成铸锭或连铸连轧成线材。
铸造铝硅合金孕育剂的应用：
在中频炉里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，按照A356合金质量0.15%的比例加入本实施例制备的铸造铝硅合金孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里。成品显微镜下的形貌如图4。
实施例3
铸造铝硅合金孕育剂的制备：
(1)按工业纯铝98.5%，硅1%，铁0.5%的质量比称取原料；
(2)将纯铝熔化并升温至900°C，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，搅拌至完全熔解;
(3)将上述熔体浇铸成铸锭或连铸连轧成线材。
铸造铝硅合金孕育剂的应用：
在中频炉里熔化Al-12.6Si合金，至完全熔化，按照Al-12.6Si合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，按照Al-12.6Si合金质量0.25%的比例加入本实施例制备的铸造铝硅合金孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里。成品显微镜下的形貌如图6。
对比例1
在中频炉里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，操作如实施例1，但不加孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里。成品显微镜下的形貌如图1。
对比例2
在中频炉里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，操作如实施例2，但不加孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里。成品显微镜下的形貌如图3。
对比例3
在中频炉里熔化Al-12.6Si合金，至完全熔化，按照Al-12.6Si合金质量0.25%的比例加入Al-10Sr中间合金，操作如实施例3，但不加孕育剂，按照正常工艺浇注到砂型里。成品显微镜下的形貌如图5。
从最后金相组织图明显可以看出加入孕育剂后共晶硅的形核率大大提高，共晶硅明显细化。

Claims (5)

1.一种铸造铝硅合金孕育剂，其特征是，其重量份比组成为：铝60-99份，硅0.5-30份，铁0.1-30份。
2.根据权利要求1所述的一种铸造铝硅合金孕育剂，其特征是，其重量份比组成为：铝65-99份，硅0.5-10份，铁0.1-25份。
3.权利要求1或2所述的铸造铝硅合金孕育剂的制备方法，其特征是，包括步骤如下：
（1）按质量比称取工业纯铝、工业纯硅、工业纯铁原料；
（2）在熔炼炉里将工业纯铝熔化至800-900°C，然后加入称量好的工业纯硅和工业纯铁，继续加热，保温至完全熔解；
（3）将上述熔体浇铸成铸锭或连铸连轧成线材。
4.权利要求1或2所述的铸造铝硅合金孕育剂在铝硅合金铸造生产中的应用。
5.权利要求4所述的应用方法，其特征是，将基础铝合金熔化，加入基础铝合金质量0.1%～0.3%的变质剂，在浇注前加入基础铝合金质量0.1%～5%的上述铸造铝硅合金孕育剂，待熔体均匀后正常浇注。
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