CN103233135B - 一种微波烧结制备铝硅中间合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波烧结制备铝硅中间合金的方法，属于冶金技术领域和微波烧结技术领域。将粒度小于200目的金属硅粉与金属铝粉按照硅铝比3～8：17～12混合配料后压制成型，然后放入频率为2400～2500MHz、功率为3～5KW的条件下，保持10～15℃/min的速率加热压制成型的混合坯料至1000～1100℃后烧结1～3小时，使压制成型的混合料中的金属铝粉熔融扩散后形成铝硅中间合金。改进传统铝硅中间合金的生产工艺，减少金属氧化，促进节能和环保，具有现实意义，并可实现对工业硅锭破碎过程中产生的微细硅粉的回收。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域和微波烧结技术领域，特别涉及一种铝硅中间合金的制备方法。
背景技术
工业上常用的铸造铝硅合金按硅含量可分为共晶型铝硅合金、亚共晶型铝硅合金和过共晶型铝硅合金。铝合金中Si作为主要合金元素，其主要作用是增加合金熔体流动性的同时提高合金的强度和耐磨性。但由于Si易于氧化，如果直接将结晶硅加入铝熔体会造成很大的烧损，难于准确控制铝合金的成分，特别是工业硅破碎后的微细金属硅粉，更是不能采用直接添加熔炼的方式制备铝硅合金。所以一般先制成Al-Si中间合金后加入到铝合金中。这样既可以缩短熔炼时间，提高生产效率，还减少了烧损，减少了铝合金熔体氧化、夹渣和吸气，有利于提高铝合金的质量。目前，制备铝硅中间合金多采用传统熔铸的方法，该方法工艺流程控制要求严格，熔炼时间长，而且硅的密度与铝液接近，易浮在熔体表面，特别是细硅粉又极易氧化的并进入渣中，降低了实收率。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种微波烧结制备铝硅中间合金的方法，对改进传统铝硅中间合金的生产工艺，减少金属硅氧化，促进节能和环保，具有现实意义，此外，针对工业硅锭破碎过程中产生的微细硅粉难以有效利用问题，采用本方法制备成铝硅中间合金，可实现对该微细硅粉的直接回收利用。
本发明的技术方案是：利用金属硅粉和金属铝粉的强吸波特性，以工业硅锭破碎过程中产生的微细金属硅粉为原料，采用微波烧结技术快速烧结制备铝硅中间合金，具体步骤包括如下：
将粒度小于200目的金属硅粉与金属铝粉按照硅铝质量比3～8：17～12混合配料后压制成型，然后放入频率为2400～2500MHz、功率为3～5KW的条件下，保持10～15℃/min的速率加热压制成型的混合料至1000～1100℃后烧结1～3小时，使压制成型的混合料中的金属铝粉熔融扩散后形成铝硅中间合金。
所述金属硅粉的纯度为工业级，金属硅粉是由金属硅锭破碎后获得。
所述金属铝粉的粒度为200～400目。
所述压制成型的压力为25～40MPa。
所述混合配料时采用球磨的方法混料，球料比为2：1，转速为50～300r/min，时间10~30min。
本发明的有益效果是：经本方法制备的铝硅中间合金组织均匀，可直接用于铝硅合金熔铸工艺，此外，针对工业生产中金属硅锭破碎过程产生的大量微细硅粉，可采用本方法制备成铝硅中间合金后返回熔炼工艺，从而实现对该微细金属硅粉的综合回收和利用。本发明结合微波烧结技术和粉末冶金技术制备铝硅中间合金，与现有技术制备铝硅中间合金的方法截然不同，具有工艺流程简单，烧结时间短、能源利用率和加热效率高、安全无污染等优点，制备的铝硅合金组织成分均匀，结构致密满足铝硅中间合金的使用要求。
附图说明
图1为本发明微波烧结制备铝硅中间合金的方法工艺流程图；
图2为本发明实施方式一制备的AlSi20合金放大50倍时金相组织；
图3为本发明实施方式二制备的AlSi15合金放大50倍时金相组织。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施方式一：本实施方式微波烧结制备铝硅中间合金的方法为：将粒度小于200目的金属硅粉（金属硅粉的纯度为工业级，金属硅粉是由金属硅锭破碎后获得）与粒度为200～300目的金属铝粉按照硅铝比3：10混合配料（采用球磨的方法混料，球料比为2：1，转速为300r/min，时间10min）后在压力为35MPa的条件下压制成型，然后放入频率为2400MHz、功率为4.8KW的条件下，保持15℃/min的速率加热压制成型的混合料至1000℃后烧结1小时，使压制成型的混合料中的金属铝粉熔融扩散后形成含30wt%硅的铝硅中间合金。金相图如图2所示，所制备合金组织分布均匀，结构致密。
实施方式二：本实施方式微波烧结制备铝硅中间合金的方法为：将粒度小于300目的金属硅粉（金属硅粉的纯度为工业级，金属硅粉是由金属硅锭破碎后获得）与粒度为300～400目的金属铝粉按照硅铝比3：17混合配料（采用球磨的方法混料，球料比为2：1，转速为200r/min，时间20min）后在压力为25MPa的条件下压制成型，然后放入频率为2480MHz、功率为5KW的条件下，保持10℃/min的速率加热压制成型的混合料至1005℃后烧结1.3小时，使压制成型的混合料中的金属铝粉熔融扩散后形成铝硅中间合金。金相如附图3所示，所制备合金组织均匀，结构致密。
实施方式三：本实施方式微波烧结制备铝硅中间合金的方法为：将粒度小于200目的金属硅粉（金属硅粉的纯度为工业级，金属硅粉是由金属硅锭破碎后获得）与粒度为200～400目的金属铝粉按照硅铝比8：12混合配料（采用球磨的方法混料，球料比为2：1，转速为50r/min，时间30min）后在压力为40MPa的条件下压制成型，然后放入频率为2500MHz、功率为3KW的条件下，保持13℃/min的速率加热压制成型的混合料至1100℃后烧结3小时，使压制成型的混合料中的金属铝粉熔融扩散后形成铝硅中间合金。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (4)
1.一种微波烧结制备铝硅中间合金的方法，其特征在于：将粒度小于200目的金属硅粉与金属铝粉按照硅铝质量比3～8：17～12混合配料后压制成型，然后在频率为2400～2500MHz、功率为3～5KW的条件下，保持10～15℃/min的速率加热压制成型的混合料至1000～1100℃后烧结1～3小时，制得铝硅中间合金。
2.根据权利要求1所述的微波烧结制备铝硅中间合金的方法，其特征在于：所述金属铝粉的粒度为200～400目。
3.根据权利要求1所述的微波烧结制备铝硅中间合金的方法，其特征在于：所述压制成型的压力为25～40MPa。
4.根据权利要求1所述的微波烧结制备铝硅中间合金的方法，其特征在于：所述混合配料时采用球磨的方法混料，球料比为2：1，转速为50～300r/min，时间10～30min。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101962725A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-02-02 | 中钢集团吉林铁合金股份有限公司 | 氮化硅锰合金的微波合成方法 |
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| CN101962725A (zh) * | 2010-10-25 | 2011-02-02 | 中钢集团吉林铁合金股份有限公司 | 氮化硅锰合金的微波合成方法 |
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| CN102534284A (zh) * | 2011-12-12 | 2012-07-04 | 南昌航空大学 | 微波烧结制备医用多孔NiTi形状记忆合金的方法 |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| "Full sintering of powdered-metal bodies in a microwave field";R.Roy et al.;《nature》;19990930;第668-670页 * |
| "microwave combustion synthesis and sintering of intermetallics and alloys";S.Gedevanishvili et al.;《Journal of materials science letters》;19990501;第665-668页 * |
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