CN103451491B - 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 - Google Patents

一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103451491B
CN103451491B CN201310357798.0A CN201310357798A CN103451491B CN 103451491 B CN103451491 B CN 103451491B CN 201310357798 A CN201310357798 A CN 201310357798A CN 103451491 B CN103451491 B CN 103451491B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
europium
minutes
silicon
rare earth
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.)
Active
Application number
CN201310357798.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103451491A (zh
Inventor
胡志
闫洪
阮先明
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.)
Youbiao E Commerce Suzhou Co Ltd
Original Assignee
Nanchang University
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 Nanchang University filed Critical Nanchang University
Priority to CN201310357798.0A priority Critical patent/CN103451491B/zh
Publication of CN103451491A publication Critical patent/CN103451491A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103451491B publication Critical patent/CN103451491B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法，合金的各组分的重量百分比为：硅为9.0~13.5%，铕为0.06~0.09%，余量为铝；将石墨坩埚中铝-硅合金加热至熔化后，在710~730℃温度加入上述组分重量百分比的铕或铝-铕中间合金，保温10~15分钟；然后对上述合金熔体进行间歇超声处理，超声强度为10w/cm2~38w/cm2，超声处理时间总计为2~5分钟，每次超声时间为20~30秒，间歇时间20~30秒；待合金熔体降温至680~700℃，保温10~180分钟后在40~60℃/min的冷却速度下凝固成形。本发明能明显促进α-Al相的细化、球化；使针状共晶硅变为点状或短杆状，并且使其分布更分散、均匀，从而使铝合金的显微组织与力学性能得到显著的改善，且工艺简单、安全可靠，操作方便，且无三废污染。

Description

一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法
技术领域
本发明属于铝硅合金及制备技术领域。
背景技术
铝硅合金的铸造性能优良，无热裂及疏松倾山，气密性较高。其密度小，耐蚀性好，可在受大气．海水腐蚀的环境中使用，可承受工业气氛的环境中浓硝酸．过氧化氧等的腐蚀作用；焊接性能也好。但该合金的力学性能低，耐热性和切削加工性差。
稀土元素具有独特的电子层结构及物理化学性质，有独特的4f电子结构、大的原子磁矩、很强的自旋偶合特性，对铝合金的影响也相当独特。稀土元素的变质作用具有长效性及重熔稳定性特点，比其他变质剂要好，且具有较好的脱氧和脱硫能力，其中稀土元素Eu对Al-Si合金具有显著的变质能力。北京大学张启运等采用Al-Si熔态合金阴极熔盐电解法和熔盐直接反应法添加的稀土元素，稀土元素Eu对Al-Si合金具有良好的变质作用。
超声波在Al-Si熔体中传播时，会产生正压相和负压相，破坏熔体的结构完整性,使声阻连续性降低,熔体对声能吸收的微区差异性提高,近程有序度下降,增加结晶核心。东北大学李英龙等研究了从压铸至凝固全过程经超声作用下共晶成分（12.6%Si）和过共晶成分Al-20Si合金组织和性能的影响。结果表明：超声对初晶Si和共晶Si组织具有双重细化作用，使Si破碎变成颗粒状，合金的机械强度和塑性得到改善。合肥工业大学杨俊等研究了超声功率（300-1600W）、超声时间（20-100s）、超声温度（600-680℃）对过共晶成分Al-20Si合金组织和性能的影响，超声处理可以显著提高A1-20%Si合金的抗拉强度和延伸率。上海大学刘清梅研究了侧部导入超声处理对共晶Al-12.5Si合金凝固特性的影响，研究发现在凝固过程（共晶反应区577-660℃）中进行超声处理能显著细化共晶硅相，改善其形貌及分布。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种稀土元素铕合金化铝硅合金的方法，该方法能有效改善初晶硅、共晶硅的形态及分布，以提高合金的力学性能。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的稀土元素铕合金化铝硅合金，所述的合金的各组分的重量百分比为：硅为9.0~13.5%，铕为0.06~0.09%，余量为铝。
本发明所述的一种稀土元素铕合金化铝硅合金的制备方法，其特征是将石墨坩埚中铝-硅（Al-Si）合金加热至熔化后，在710~730℃温度加入上述组分重量百分比的铕或铝-铕中间合金，保温10~15分钟；然后对上述合金熔体进行间歇超声处理，待合金熔体降温至680~700℃，保温10~180分钟后在40~60℃/min的冷却速度下凝固成形。
本发明所述间歇超声处理是：超声强度为10w/cm2~38w/cm2，超声处理时间总计为2~5分钟，每次超声时间为20~30秒，间歇时间20~30秒。
本发明的技术效果是：超声作用下稀土元素铕的加入能明显促进α-Al相的细化、球化；使针状共晶硅变为点状或短杆状，并且使其分布更分散、均匀，从而使铝合金的显微组织与力学性能得到显著的改善。本发明工艺简单、安全可靠，操作方便，且无三废污染。
附图说明
图1为实施例4条件下制备的合金铸态的显微组织。
具体实施方式
本发明将通过以下实施例作进一步说明。
实施例1。
将含硅为9.0%（重量百分比）的Al-Si合金加入到石墨坩埚加热至全部熔化，在720℃加入Al-Eu中间合金并保温11分钟，其中稀土元素Eu占合金总重量的0.06%；然后将超声变幅杆伸入上述合金熔体中进行间歇超声处理，超声强度为15w/cm2，超声处理时间总计为3分钟，每次超声时间为25秒，间歇时间25秒；最后将合金熔体降至680℃保温16分钟后，在冷却速度为60℃/min的金属型模具中浇铸成型。
实施例2。
将含硅为9.8%（重量百分比）的Al-Si合金加入到石墨坩埚加热至全部熔化，在730℃加入稀土元素Eu金属并保温15分钟，其中稀土元素Eu占合金总重量的0.08%；然后将超声变幅杆伸入上述合金熔体中进行间歇超声处理，超声强度为20w/cm2，超声处理时间总计为4分钟，每次超声时间为30秒，间歇时间20秒；最后将合金熔体降至700℃保温31分钟后，在冷却速度为45℃/min的金属型模具中浇铸成型。
实施例3。
将含硅为11.0%（重量百分比）的Al-Si合金加入到石墨坩埚加热至全部熔化，在710℃加入稀土元素Eu金属并保温8分钟，其中稀土元素Eu占合金总重量的0.07%；然后将超声变幅杆伸入上述合金熔体中进行间歇超声处理，超声强度为38w/cm2，超声处理时间总计为5分钟，每次超声时间为20秒，间歇时间20秒；最后将合金熔体降至680℃保温46分钟后，在冷却速度为40℃/min的金属型模具中浇铸成型。
实施例4。
将含硅为12.2%（重量百分比）的Al-Si合金加入到石墨坩埚加热至全部熔化，在720℃加入Al-Eu中间合金并保温7分钟，其中稀土元素Eu占合金总重量的0.09%；然后将超声变幅杆伸入上述合金熔体中进行间歇超声处理，超声强度为30w/cm2，超声处理时间总计为5分钟，每次超声时间为30秒，间歇时间30秒；最后将合金熔体降至680℃保温76分钟后，在冷却速度为60℃/min的金属型模具中浇铸成型。
实施例5。
将含硅为13.0%（重量百分比）的Al-Si合金加入到石墨坩埚加热至全部熔化，在710℃加入Al-Eu中间合金并保温12分钟，其中稀土元素Eu占合金总重量的0.09%；然后将超声变幅杆伸入上述合金熔体中进行间歇超声处理，超声强度为35w/cm2，超声处理时间总计为4分钟，每次超声时间为30秒，间歇时间30秒；最后将合金熔体降至700℃保温121分钟后，在冷却速度为50℃/min的金属型模具中浇铸成型。
将实施例4制得的铸锭取样，经打磨、抛光、腐蚀后在光学显微镜下观察合金显微组织，如附图1（实施例4）所示。从附图1中可以看出，稀土Eu的加入能明显促进α-Al相的细化、球化；使带尖角的块状初晶硅消失；针状共晶硅变为点状或短杆状，并且使其分布更分散、均匀，从而使铝合金的显微组织得到明显的改善。

Claims (1)

1.一种稀土元素铕合金化铝硅合金的制备方法，合金的各组分的重量百分比为：硅为9.0~13.5%，铕为0.06~0.09%，余量为铝，其特征是将石墨坩埚中铝-硅合金加热至熔化后，在710~730℃温度加入上述组分重量百分比的铕或铝-铕中间合金，保温10~15分钟；然后对上述合金熔体进行间歇超声处理，待合金熔体降温至680~700℃，保温10~180分钟后在40~60℃/min的冷却速度下凝固成形；
所述间歇超声处理是：超声强度为10w/cm2~38w/cm2，超声处理时间总计为2~5分钟，每次超声时间为20~30秒，间歇时间20~30秒。
CN201310357798.0A 2013-08-16 2013-08-16 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 Active CN103451491B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310357798.0A CN103451491B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310357798.0A CN103451491B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103451491A CN103451491A (zh) 2013-12-18
CN103451491B true CN103451491B (zh) 2016-01-20

Family

ID=49734320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310357798.0A Active CN103451491B (zh) 2013-08-16 2013-08-16 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103451491B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106636789A (zh) * 2016-12-13 2017-05-10 安徽南方化工泵业有限公司 一种耐腐蚀真空泵喷嘴
CN114752793B (zh) * 2022-04-24 2023-05-05 广东工业大学 一种铝合金及其制备方法和应用
CN115992321A (zh) * 2022-06-09 2023-04-21 河南科技大学 一种过共晶铝硅系合金及其制备方法
CN115133012A (zh) * 2022-07-22 2022-09-30 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室) 锂离子电池负极用珊瑚状纳米硅粉、负极材料及制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07278692A (ja) * 1994-04-12 1995-10-24 Mitsubishi Materials Corp 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法
CN1450185A (zh) * 2003-05-07 2003-10-22 东华大学 一种具有共晶组织的过共晶铝硅合金及其工艺方法
JP2004209487A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 National Institute For Materials Science アルミニウム系鋳造合金の凝固結晶組織を制御する方法
CN102876933A (zh) * 2012-08-17 2013-01-16 南昌大学 一种Al-Si-Nd稀土铸造铝合金及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07278692A (ja) * 1994-04-12 1995-10-24 Mitsubishi Materials Corp 高強度を有する高Ｓｉ含有Ａｌ合金金型鋳造部材の製造法
JP2004209487A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 National Institute For Materials Science アルミニウム系鋳造合金の凝固結晶組織を制御する方法
CN1450185A (zh) * 2003-05-07 2003-10-22 东华大学 一种具有共晶组织的过共晶铝硅合金及其工艺方法
CN102876933A (zh) * 2012-08-17 2013-01-16 南昌大学 一种Al-Si-Nd稀土铸造铝合金及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eutectic Modification of Al-Si Alloys with Rare Earth Metals;Kazuhiro Nogita et.al;《Materials Transactions》;20041231;第45卷(第2期);323-326，第323页右栏第2段，表1，第324页右栏第2段 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103451491A (zh) 2013-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103469027B (zh) 一种稀土元素镧合金化铝硅合金及制备方法
CN103451491B (zh) 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法
CN103305726B (zh) 一种纳米级碳化硅铝合金棒的制备方法
CN104722945A (zh) 一种超细晶铝合金焊丝及其制备方法
CN102876933A (zh) 一种Al-Si-Nd稀土铸造铝合金及其制备方法
Moussa et al. Effect of high-intensity ultrasonic treatment on modification of primary Mg2Si in the hypereutectic Mg–Si alloys
CN103074530B (zh) 一种高强耐热镁合金的制备方法
CN108265212A (zh) 一种用超声波震荡铸造制备高强可溶解铝合金材料的方法
CN103469022B (zh) 一种铝-硅-钐铸造铝合金及制备方法
CN103469026B (zh) 一种稀土元素镱合金化铝硅合金及制备方法
CN102787265A (zh) 一种原位Mg2Si颗粒增强Mg-Al-Mn-Zn复合材料的组织细化方法
CN102443713A (zh) 一种制备Mg-Al-Zn-xLa稀土镁合金半固态浆料的方法
CN109468496A (zh) 一种耐热压铸铝合金及其制备方法
CN102912161A (zh) 一种高能超声制备铝铈中间合金的方法
CN105234356B (zh) 一种变质剂诱导孕化铝合金半固态浆料的制备方法
CN103074528B (zh) 一种用超声原位合成法制备稀土耐热镁合金
CN106435304B (zh) 一种动车组齿轮箱箱体专用抗开裂铝合金及其制备方法
CN103451489B (zh) 一种稀土元素钐合金化铝硅合金及制备方法
CN103469028B (zh) 一种稀土元素镨合金化铝硅合金及制备方法
CN103305714A (zh) 一种用于铝硅合金的晶粒细化剂及细化铝硅合金熔体的方法
CN103045911A (zh) 一种高能超声制备铝钇中间合金的方法
CN103451490B (zh) 一种铝-硅-镨铸造铝合金及制备方法
CN104152733A (zh) 一种高性能铈镨铝合金的制备方法
CN107604190A (zh) 一种泡沫镁合金的半固态触变渗流铸造方法
CN103451494B (zh) 一种铝-硅-镱铸造铝合金及制备方法

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
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200928

Address after: 215600 station 0002, 20th floor, building A-1, shazhouhu science and Technology Innovation Park, Huachang Road, yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province (cluster registration)

Patentee after: Youbiao e-commerce (Suzhou) Co., Ltd

Address before: 999 No. 330031 Jiangxi province Nanchang Honggutan University Avenue

Patentee before: Nanchang University