CN103060628A - 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法 - Google Patents

一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103060628A
CN103060628A CN2011103247572A CN201110324757A CN103060628A CN 103060628 A CN103060628 A CN 103060628A CN 2011103247572 A CN2011103247572 A CN 2011103247572A CN 201110324757 A CN201110324757 A CN 201110324757A CN 103060628 A CN103060628 A CN 103060628A
Authority
CN
China
Prior art keywords
title complex
alterant
melt
alloy
aluminum alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011103247572A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103060628B (zh
Inventor
门三泉
车云
张中可
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Huake Aluminium Material Engineering Technology Research Co Ltd
Original Assignee
Guizhou Huake Aluminium Material Engineering Technology Research Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou Huake Aluminium Material Engineering Technology Research Co Ltd filed Critical Guizhou Huake Aluminium Material Engineering Technology Research Co Ltd
Priority to CN201110324757.2A priority Critical patent/CN103060628B/zh
Publication of CN103060628A publication Critical patent/CN103060628A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103060628B publication Critical patent/CN103060628B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法,按重量百分比计,该合金成分为Si:4.5~5.5%,Cu:1.0~1.5%,Mn:≤0.1%,Mg:0.4~0.55%,Zn:≤0.1%,Sn:≤0.01%,Pb:≤0.05%,Fe:≤0.2%,含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂为炉料总量的0.01~1.0%,其余为Al和不可避免的微量杂质,且杂质元素含量为:单个≤0.05%,合计≤0.15%。本发明采用以含P配合物的形式加入,具有方便、简单、经济等特点,得到的铝合金具有更高的性能。

Description

一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金制造领域,具体涉及一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法。
背景技术
过共晶Al-Si合金具有良好的耐磨性、耐蚀性、流动性,而且热裂倾向小,体积稳定性高,近年获得了越来越广泛的应用,但合金中的初晶硅只有经过细化后才能使此类合金具有应用价值。工业生产中一般采用加入磷的方法细化初晶硅,主要是以赤磷、磷盐或铜-磷中间合金等形式加入。但这些方法存在许多缺点:赤磷的燃点低(240℃),运送不安全,且变质时反应剧烈,产生大量的烟雾,严重地污染环境;磷盐加入量大,使用过程中严重地污染环境,且产生大量的反应渣;铜-磷中间合金加入到铝合金中后易偏析,效果不稳定,而且价格高。
近年来国外采用粉末冶金法以Al粉和Cu-P合金粉为原料制备出Al-Cu-P线材,该中间合金可在线变质,细化效果好且加入量少,不产生环境污染,但因其成本高,制备工艺复杂,使其在工业生产中推广使用受到一定限制。国内亦有学者用熔铸法将Al和Cu-P合金熔化制备出Al-Cu-P合金,并取得了较好的变质效果,但其生产条件亦很苛刻,需要特殊设备及惰性气体保护,含P(<0.35%)量低,生产成本高,难于进行产业化生产。
而铝合金熔炼时加入中间合金,“溶解”并“稀释”变质元素,再铸造。对铝合金生产来说,上述过程相当于多了一个“熔炼-铸造”环节,而中间合金中大量的铝只起到储存变质元素的作用,其所消耗的能量完全是无效的。并且由于AlP在铝中的溶解度很低,用熔铸法生产含磷量很难超过0.35%,使得中间合金的使用有很的限制。
本发明的一种高效、低价格且适于产业化生产的Al配合物变质剂,不仅可解决避免使用Al-P中间合金,而且还可以实现Al-Si合金的细化变质,而且也为过共晶Al-Si合金开辟了广阔的应用前景。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:目前上述加P的变质剂存在的问题,本发明提供一天全新的途径,以含P配合物方式加入,工艺具有方便、简单、经济等特点,得到的铝合金具有更高的性能。
本发明采用的技术方案:
本发明的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,按重量百分比计,该合金成分为Si:4.5~5.5%,Cu:1.0~1.5%,Mn:≤0.1%,Mg:0.4~0.55%,Zn:≤0.1%,Sn:≤0.01%,Pb:≤0.05%,Fe:≤0.2%,含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂为炉料总量的0.01~1.0%,其余为Al和不可避免的微量杂质,且杂质元素含量为:单个≤0.05%,合计≤0.15%。
本发明所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂,其中M为K、Na、Li或H。
本发明所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂的分子晶体聚集态颗粒度为50~100目。
本发明所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤一:在上述元素比例范围内,选定一组元素和含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂比例,再根据需要配制的合金总量,推算出所需的每种单质金属的质量,编制合金生产配料表,并按配料表选足备料;
步骤二:往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;熔化过程在封闭环境内完成;
步骤三:再按配方比例先加入步骤一选定的合金元素,使之完全溶解和熔化,把混合熔体搅拌均匀;
步骤四:然后对上述合金熔体进行炉内精炼;往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中操作;
步骤五:精炼除渣后,以保护性气体对熔体进行除气作业,同时使含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂以流态化方式随保护性气体加入到合金熔体中;同时进行搅拌,使变质剂与合金熔体充分反应;变质剂加入完毕,继续通入保护性气体至变质剂反应完毕;
步骤六:静置、调温至700~800℃,合金液倾倒出炉,进入下一工序。
本发明所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料的制备方法,在步骤五中,保护性气体是指氮气、氩气或氮气与氩气的混合气体。
本发明达到的有益效果:
(1)避免了使用中间合金,直接采用含P配合物变质,对铝合金生产来说,上述过程相当于多了一个“熔炼-铸造”环节,而中间合金中大量的铝只起到储存变质元素的作用,其所消耗的能量完全是无效的,简化了工艺,节约了成本和生产时间。
(2)含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂分解释放的是M金属原子和Cu原子和P原子,原子的原子化焓与能够调整铝及其它合金元素的原子化焓,同时原子具有pm~nm级之间的细微尺寸,对铝熔体的晶体结构产生初始的“编程”作用,分解出的P原子和金属原子具有微小尺寸,在保护性气体搅拌下,均匀弥散在铝熔体中,起到了更好的细化效果。
具体实施方式
步骤一:按下表选定每元素和物质配方,并按配制的合金总量1000kg,推算出所需的每种物质的重量。
Figure BDA0000101384950000041
步骤二:先往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;熔化过程在封闭环境内完成;
步骤三:再按配方比例先加入步骤一选定的合金元素,使之完全溶解和熔化,把混合熔体搅拌均匀;
步骤四:然后对上述合金熔体进行炉内精炼;往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中操作;
步骤五:精炼除渣后,以保护性气体氮气对熔体进行除气作业,同时使含P配合物M6Cu(P2O7)2变质剂(30目)以流态化方式随保护性气体氮气加入到合金熔体中;同时进行搅拌,使变质剂与合金熔体充分反应;变质剂加入完毕,继续通入保护性气体至变质剂反应完毕;
步骤六:静置、调温至700~800℃,合金液倾倒出炉,进入下一工序。
注:除步骤一中使用的物质、各物质的比例及实际配入的重量不同外,各实施例的其余步骤均完全一样。

Claims (5)

1.一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,其特征在于:按重量百分比计,该合金成分为Si:4.5~5.5%,Cu:1.0~1.5%,Mn:≤0.1%,Mg:0.4~0.55%, Zn:≤0.1%,Sn:≤0.01%,Pb:≤0.05%,Fe:≤0.2%,含P配合物M6Cu (P2O7)2变质剂为炉料总量的0.01~1.0%,其余为Al和不可避免的微量杂质,且杂质元素含量为:单个≤0.05%,合计≤0.15%。
2.根合据权利要求1所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,其特征在于:含P配合物M6Cu (P2O7)2变质剂,其中M为K、Na、Li或H。
3.根据权利要求1所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料,其特征在于:含P配合物M6Cu (P2O7)2变质剂的分子晶体聚集态颗粒度为50~100目。
4.一种如权利要求1~3所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:在上述元素比例范围内,选定一组元素和含P配合物M6Cu (P2O7)2变质剂比例,再根据需要配制的合金总量,推算出所需的每种单质金属的质量,编制合金生产配料表,并按配料表选足备料;
步骤二:往熔炼炉中加入铝锭或熔融铝液,加热使之完全融化并在700~800℃下保温;熔化过程在封闭环境内完成;
步骤三:再按配方比例先加入步骤一选定的合金元素,使之完全溶解和熔化,把混合熔体搅拌均匀;
步骤四:然后对上述合金熔体进行炉内精炼;往合金熔体中加入精炼剂,并搅拌均匀,熔体精炼在封闭环境中操作;
步骤五:精炼除渣后,以保护性气体对熔体进行除气作业,同时使含P配合物M6Cu (P2O7)2变质剂以流态化方式随保护性气体加入到合金熔体中;同时进行搅拌,使变质剂与合金熔体充分反应;变质剂加入完毕,继续通入保护性气体至变质剂反应完毕;
步骤六:静置、调温至700~800℃,合金液倾倒出炉,进入下一工序。
5.根据权利要求4所述的一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料的制备方法,其特征在于:在步骤五中,保护性气体是指氮气、氩气或氮气与氩气的混合气体。
CN201110324757.2A 2011-10-24 2011-10-24 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN103060628B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110324757.2A CN103060628B (zh) 2011-10-24 2011-10-24 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110324757.2A CN103060628B (zh) 2011-10-24 2011-10-24 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103060628A true CN103060628A (zh) 2013-04-24
CN103060628B CN103060628B (zh) 2015-11-25

Family

ID=48103517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110324757.2A Expired - Fee Related CN103060628B (zh) 2011-10-24 2011-10-24 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103060628B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643081A (zh) * 2013-12-03 2014-03-19 沈阳工业大学 锌-锡-磷中间合金及其制备方法
CN105316544A (zh) * 2015-11-20 2016-02-10 张家港市广大机械锻造有限公司 一种Al-Si合金的细化变质熔炼工艺
CN109988931A (zh) * 2019-04-12 2019-07-09 安徽信息工程学院 一种铝合金细化材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808374A (en) * 1983-05-23 1989-02-28 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method for producing aluminum alloy castings and the resulting product
US20010006607A1 (en) * 1999-12-17 2001-07-05 Yoichiro Bekki Aluminum alloy extruded material for automotive structural members and production method thereof
CN102031421A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 贵州铝厂 Cr-Gd高强耐热铝合金材料及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4808374A (en) * 1983-05-23 1989-02-28 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Method for producing aluminum alloy castings and the resulting product
US20010006607A1 (en) * 1999-12-17 2001-07-05 Yoichiro Bekki Aluminum alloy extruded material for automotive structural members and production method thereof
CN102031421A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 贵州铝厂 Cr-Gd高强耐热铝合金材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李传栻: "《铸造工程师手册》", 31 December 1997, article "铸造有色金属和合金及其熔炼", pages: 342-343 *
毛高波,曾大新: "磷-钠联合变质对过共晶硅铝合金组织的影响", 《湖北汽车工业学院学报》, no. 3, 30 September 1997 (1997-09-30), pages 51 - 54 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643081A (zh) * 2013-12-03 2014-03-19 沈阳工业大学 锌-锡-磷中间合金及其制备方法
CN105316544A (zh) * 2015-11-20 2016-02-10 张家港市广大机械锻造有限公司 一种Al-Si合金的细化变质熔炼工艺
CN109988931A (zh) * 2019-04-12 2019-07-09 安徽信息工程学院 一种铝合金细化材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN103060628B (zh) 2015-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101775530B (zh) 一种过共晶铝硅合金活塞材料
CN102424924B (zh) 添加WN2和LiBH4粉末的高强度铝合金及其制备方法
CN103060637B (zh) 一种金属氢合物变质的高性能铝合金材料及其制备方法
CN101643872B (zh) 一种高强度、高塑性镁合金及其制备方法
CN102560206B (zh) 一种稀土铝合金活塞材料及其制备方法
CN103276264A (zh) 一种低成本热强变形镁合金及其制备方法
CN101220433A (zh) 一种高铝镁合金
CN103060645A (zh) 一种锰羰基配合物变质的高性能铝合金材料及其制备方法
CN103484710A (zh) 含微量稀土的铋黄铜合金拉制棒及其制造方法
WO2022148060A1 (zh) 一种高熵铸铁及其制备方法
CN102776427A (zh) 一种含稀土耐热镁合金
CN103131921B (zh) 一种碳化镍处理的高强度铝合金及其制备方法
CN104152731A (zh) 熔制铸造铝合金工艺
CN103484712A (zh) 含微量稀土的铋黄铜合金拉制管及其制造方法
CN103060628B (zh) 一种含P配合物变质的Al-Si铝合金材料及其制备方法
CN102433472B (zh) 一种高强度铝合金的熔炼和铸造方法
CN107217204B (zh) 一种Fe-Mn-Al系合金的制备方法
CN111500904A (zh) 中强超硬铝合金及其制造工艺
CN102517475B (zh) 一种掺杂ZrC的高强度铝合金及其制备方法
CN103060648B (zh) 一种钛硼复合变质的高性能铝合金材料及其制备方法
CN103131912B (zh) 一种氢化锶变质的高性能铝合金材料及其制备方法
CN102505084B (zh) 添加TaC的高强度铝合金及其制备方法
CN106636668A (zh) 一种废旧电磁线铜精炼剂及其制备方法和应用
CN105132739A (zh) 一种无铅黄铜合金及其制备方法
CN109825728A (zh) 电工用铝合金导体材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20151125

Termination date: 20161024

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee