CN102839291A - 过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法 - Google Patents

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李元东
胡韶华
马颖
陈体军
郝远
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Abstract

过共晶铝硅中的初生硅的细化方法，将高硅铝合金(质量分数25%Si)和纯铝按照4/1的质量比例进行配制过共晶铝硅合金，配制后的合金熔体不再进行变质处理，而是进行保温处理，保温后可得到尺寸细小、形状规整的初生硅相。本发明的特征是根据所配制目标合金的成分，将高硅铝合金和纯铝按照4/1的质量比例分别在两个电阻炉中熔化，当精炼除渣后的高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将熔化好的高硅合金倒入纯铝熔体中，适当搅拌静置，当熔体达到浇铸温度（675℃～695℃）时，将熔体放入保温炉中分别进行等温保温（675℃～695℃）45min后浇注成形。

Description

过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法
技术领域
[0001] 本发明涉及合金配制与制备技术领域，特别是涉及一种过共晶铝硅合金初生硅的细化方法。
背景技术
过共晶铝硅合金具有硬度高、线膨胀系数低、高耐磨性、密度小等优点，是理想的汽车用活塞材料。但过共晶铝硅合金组织中存在大量的初生硅和共晶硅，在传统铸造过程中初生硅相极易长成粗大的板块状或长条状，严重割裂铝基体导致铸件力学性能大大下降，且切削性能变差，从而限制了其大量的工业应用。近几十年来，世界各国铸造工作者研究并采用了不少有效措施来细化初生硅，细化的方法总体上分为两种：一类是变质细化法，主要是通过添加P和稀土等；另一类是改进铸造方法，如快速凝固、挤压铸造、高压压铸、喷射沉积等。变质细化法具有效果明显，操作简单的有点，但操作过程中环境较差且容易带入其他杂质元素而影响合金的性能；改进铸造法细化效果也较好，但需要专门的设备，增加了工业成本，故不适合大量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法。
本发明是过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法，其步骤为：
(1) 将甲乙两种母合金按照4/1的质量比例分别放入两个高温电阻炉中进行加热熔化，甲为Al-25%Si过共晶型合金，乙为纯铝；
(2) 当两种母合金熔化并达到各自精炼温度时，对它们分别进行精炼、除气、除渣，用热电偶测温，对熔体温度进行控制；
(3) 当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将高硅合金熔体倒入纯铝熔体中，并适当搅拌静置；
(4) 当熔体达到浇铸温度675℃～695℃时，将熔体放入保温炉中分别进行等温保温，等温温度为675℃～695℃，保温时间为45分钟，然后浇注成形。
本发明的有益之处为：本发明中使用的设备简单，操作简易，成本低廉，对环境无污染，对过共晶铝硅合金中初生硅相的细化效果较好，适用于大规模工业化生产。
附图说明
图1为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在675℃浇注的金相组织，图2为在675℃下保温45min后的金相组织。图3为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在685℃浇注的金相组织，图4为在685℃下保温45min后的金相组织。图5为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在695℃浇注的金相组织，图6为在695℃下保温45min后的金相组织。
具体实施方式
本发明是过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法，其步骤为：
(1) 将甲乙两种母合金按照4/1的质量比例分别放入两个高温电阻炉中进行加热熔化，甲为Al-25%Si过共晶型合金，乙为纯铝；
(2) 当两种母合金熔化并达到各自精炼温度时，对它们分别进行精炼、除气、除渣，用热电偶测温，对熔体温度进行控制；
(3) 当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将高硅合金熔体倒入纯铝熔体中，并适当搅拌静置；
(4) 当熔体达到浇铸温度675℃～695℃时，将熔体放入保温炉中分别进行等温保温，等温温度为675℃～695℃，保温时间为45分钟，然后浇注成形。
下面是本发明对应具体实施例：
实施例一
本实施例中，将Al-25%Si合金和纯铝按照4/1的质量比进行配比,然后将两种母合金分别在两个电阻炉中熔化，当合金熔体温度在其液相线以上100℃～150℃时对其进行精炼除渣，当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将熔化好的Al-25%Si合金熔体倒入纯铝熔体中，适当搅拌静置，待熔体达到675℃后，将熔体放入保温炉中进行等温保温45min后浇注成形。图1为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在675℃浇注的金相组织，图2为在675℃下保温45min后的金相组织。
实施例二
本实施例中，将Al-25%Si合金和纯铝按照4/1的质量比进行配比,然后将两种母合金分别在两个电阻炉中熔化，当合金熔体温度在其液相线以上100℃～150℃时对其进行精炼除渣，当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将熔化好的Al-25%Si合金熔体倒入纯铝熔体中，适当搅拌静置，待熔体达到685℃后，将熔体放入保温炉中进行等温保温45min后浇注成形。图3为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在685℃浇注的金相组织，图4为在685℃下保温45min后的金相组织。
实施例三
本实施例中，将Al-25%Si合金和纯铝按照4/1的质量比进行配比,然后将两种母合金分别在两个电阻炉中熔化，当合金熔体温度在其液相线以上100℃～150℃时对其进行精炼除渣，当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将熔化好的Al-25%Si合金熔体倒入纯铝熔体中，适当搅拌静置，待熔体达到695℃后，将熔体放入保温炉中进行等温保温45min后浇注成形。图5为Al-25%Si（780℃）合金熔体倒入纯铝（660℃）熔体后，未经保温处理在695℃浇注的金相组织，图6为在695℃下保温45min后的金相组织。

Claims (1)

1.过共晶铝硅合金中初生硅的细化方法，其步骤为：
(1) 将甲乙两种母合金按照4/1的质量比例分别放入两个高温电阻炉中进行加热熔化，甲为Al-25%Si过共晶型合金，乙为纯铝；
(2) 当两种母合金熔化并达到各自精炼温度时，对它们分别进行精炼、除气、除渣，用热电偶测温，对熔体温度进行控制；
(3) 当高硅铝合金的温度为780℃，纯铝的温度为660℃时，将高硅合金熔体倒入纯铝熔体中，并适当搅拌静置；
(4) 当熔体达到浇铸温度675℃～695℃时，将熔体放入保温炉中分别进行等温保温，等温温度为675℃～695℃，保温时间为45分钟，然后浇注成形。
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