CN103589881A - 一种用于r14铝合金的变质处理方法 - Google Patents

一种用于r14铝合金的变质处理方法 Download PDF

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陈善茂
陈玉勇
朱明冬
孔凡涛
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Abstract

一种用于R14铝合金的变质处理方法，本发明涉及变质处理方法。本发明要解决现有变质剂存在使合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗大，合金力学性能低，产生有毒气体，污染环境的问题。方法：一、熔炼，精炼；二、加入变质剂；三、浇注。本发明的直接采用了工业中常用的Al-10RE中间合金，变质剂易于获得，无需特殊工艺制备合成，节省了成本，工艺简单，使用方法容易，不需要增加专用的辅助设备，使用过程便于工业操作。本发明用于R14铝合金的变质处理。

Description

一种用于R14铝合金的变质处理方法
技术领域
本发明涉及变质处理方法。
背景技术
R14铝合金是一种过共晶型Al-Si合金，具有热膨胀系数小、比重低、耐磨耐蚀性好和良好的导热性等优点，被广泛应用于压铸行业。未变质R14铝合金组织中初晶硅颗粒十分粗大，共晶硅相为长针状，导致合金机械性能下降，抗拉强度为200MPa～220MP，延伸率为0.5%～0.8%，另外硅相形态和分布也对性能有影响。因此，必须对R14合金进行变质处理，改善初晶硅和共晶硅形态并细化，从而提高R14合金的力学性能。
对R14铝合金中的初晶硅有变质作用的元素有P、S、As等，其中，工业上应用最广泛的是P变质剂。微量P的加入，可以使初晶硅尺寸减小，分布均匀，由板片状或多角状等不规则的形状变为规则形状。含P变质剂有许多种，如赤磷、磷盐和含磷中间合金等。加入少量的赤磷或磷盐便具有较好的变质效果，而且成本低，添加方式简单。但是在变质过程中会产生大量有毒气体，严重环境污染。
发明内容
本发明要解决现有变质剂存在使合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗大，合金力学性能低，产生有毒气体，污染环境的问题，而提供一种用于R14铝合金的变质处理方法。
一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为720℃～740℃，将R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次～5次加入精炼剂，保温10min～20min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为740℃～820℃，将Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温5min～30min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为0.4%～1.2%、余量为Al，Al-10RE变质剂与R14铝合金的质量百分比为4%～12%；
三、将浇注模具预热至温度为200℃～250℃，再将温度为700℃～740℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
本发明的有益效果是：本发明能够使R14合金组织中粗大板块状初晶硅和长针片状共晶硅细化，从而提高合金力学性能，抗拉强度为242MPa～250MPa，延伸率为1.5%～1.6%；本发明的直接采用了工业中常用的Al-10RE中间合金，变质剂易于获得，无需特殊工艺制备合成，节省了成本，工艺简单，使用方法容易，不需要增加专用的辅助设备，使用过程便于工业操作。
本发明用于R14铝合金的变质处理。
附图说明
图1是R14铝合金未经变质时的金相组织照片；
图2是按实施例1方法变质处理的R14合金的金相组织照片；
图3是按实施例2方法变质处理的R14合金的金相组织照片；
图4是按实施例3方法变质处理的R14合金的金相组织照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为720℃～740℃，将R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次～5次加入精炼剂，保温10min～20min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为740℃～820℃，将Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温5min～30min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为0.4%～1.2%、余量为Al，Al-10RE变质剂与R14铝合金的质量百分比为4%～12%；
三、将浇注模具预热至温度为200℃～250℃，再将温度为700℃～740℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中控制熔炼温度为721℃～739℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中精炼剂为六氯乙烷。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中R14铝合金与精炼剂的质量比为1:(0.006～0.01)。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中控制温度为750℃～810℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中保温10min～25min。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为0.5%～1.0%、余量为Al。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二中Al-10RE变质剂与R14铝合金的质量百分比为5%～10%。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤三中将浇注模具预热至温度为210℃～240℃。其它与具体实施方式一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为740℃，将1000g R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次加入7.5g六氯乙烷，保温10min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为740℃，将60g Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温25min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为1.0%、余量为Al；
三、将浇注模具预热至温度为200℃，再将温度为700℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
R14铝合金未经变质时的金相组织照片如图1所示，本实施例变质处理的R14合金的金相组织照片如图2所示。
经仪器检测，变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化，初晶硅尺寸减小到35μm，棱角较为圆滑，共晶硅由针状转变为短棒状，其抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到244MPa，延伸率由原始材料的0.7%提高到1.5%。
实施例二：
本实施例一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为740℃，将1000g R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次加入7.5g六氯乙烷，保温10min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为760℃，将80g Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温20min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为1.0%、余量为Al；
三、将浇注模具预热至温度为200℃，再将温度为720℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
本实施例变质处理的R14合金的金相组织照片如图3所示。
经仪器检测，变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化，初晶硅尺寸减小到30μm，棱角圆滑，共晶硅由针状转变为短棒状，其抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到250MPa，延伸率由原始材料的0.7%提高到1.6%。
实施例三：
本实施例一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为740℃，将1000g R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次加入7.5g六氯乙烷，保温10min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为780℃，将80g Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温15min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为1.0%、余量为Al；
三、将浇注模具预热至温度为200℃，再将温度为720℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
本实施例变质处理的R14合金的金相组织照片如图4所示。
经仪器检测，变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化，初晶硅尺寸减小到30μm，棱角较为圆滑，共晶硅由针状转变为短棒状，其抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到242MPa，延伸率由原始材料的0.7%提高到1.6%。

Claims (9)

1.一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于一种用于R14铝合金的变质处理方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、控制熔炼温度为720℃～740℃，将R14铝合金熔化，并充分搅拌，再分3次～5次加入精炼剂，保温10min～20min，然后静置扒渣，得到熔融状态的R14铝合金；
二、控制温度为740℃～820℃，将Al-10RE变质剂加入到步骤一得到的熔融状态的R14铝合金中，搅拌均匀，再保温5min～30min，得到铝合金熔浆，其中，Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为0.4%～1.2%、余量为Al，Al-10RE变质剂与R14铝合金的质量百分比为4%～12%；
三、将浇注模具预热至温度为200℃～250℃，再将温度为700℃～740℃步骤二得到的铝合金熔浆进行浇注，得到铸锭，完成一种用于R14铝合金的变质处理方法。
2.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤一中控制熔炼温度为721℃～739℃。
3.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤一中精炼剂为六氯乙烷。
4.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤一中R14铝合金与精炼剂的质量比为1:(0.006～0.01)。
5.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤二中控制温度为750℃～810℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤二中保温10min～25min。
7.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤二中Al-10RE变质剂中RE的质量百分含量为0.5%～1.0%、余量为Al。
8.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤二中Al-10RE变质剂与R14铝合金的质量百分比为5%～10%。
9.根据权利要求1所述的一种用于R14铝合金的变质处理方法，其特征在于步骤三中将浇注模具预热至温度为210℃～240℃。
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