CN103740958A - 一种4032铝合金及其变质方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种4032铝合金及其变质方法，所述方法包括：采用铝锶中间合金作为变质剂加入到4032铝合金熔体中，使锶元素的有效添加量达到0.01-0.05%的质量百分比。本发明采用锶作为变质剂，以铝锶中间合金形式直接加入到流槽中进行变质处理，该工艺方法简单、损耗低，且最大限度降低了锶在加入时的氧化，使得制备的4032铝合金的初晶硅与共晶硅线尺寸小于50μm，明显优于YS/T493-2005标准的规定，其抗拉强度和延伸性能也大大增强，同样远远优于上述规定，从而达到理想的变质效果。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金冶炼技术领域，尤其涉及一种4032铝合金及其变质方法。
背景技术
4032铝合金属共晶铝硅合金一种，是制作发动机活塞主要材料，其质量直接影响发动机的使用。共晶Al-Si合金中，共晶硅的形貌及尺寸均显著影响合金的力学性能。共晶硅在未变质时呈针片状，严重割裂基体，导致合金力学性能的降低。经过变质处理，共晶硅变为纤维状或层状，改善了合金的力学性能，尤其塑(韧)性得到明显提高。因此对合金的变质处理研究一直倍受人们重视。过去一直用Na和P作为共晶铝硅合金的变质剂。但Na变质剂在应用中存在有效时间短等问题，同时还发现经变质处理的共晶Al-Si合金经固溶和时效处理后力学性能并未得以提高；而P变质剂只是细化初晶硅，不能变质共晶硅。Na与P变质均采用其粉状化合物形式添加，操作时要用特定设备喷入铝熔体里，亦容易产生烟尘。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种4032铝合金及其变质方法，旨在解决目前铝合金变质剂有效时间短，变质效果差的问题。
本发明的技术方案如下：
一种4032铝合金的变质处理方法，其中，所述方法包括：采用铝锶中间合金作为变质剂加入到4032铝合金熔体中，使锶元素的有效添加量达到0.01-0.05%的质量百分比。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述铝锶中间合金为铝锶中间合金线杆，所述铝锶中间合金线杆中锶元素含量为10%，该线杆直径为10 mm。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述铝锶中间合金线杆通过喂丝机直接加入流槽内的4032铝合金熔体中。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述喂丝机加入所述铝锶中间合金线杆的速度与所述流槽内的4032铝合金铝液流量相匹配。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述铝锶中间合金线杆通过所述喂丝机的加入方向与所述4032铝合金铝液流动方向相反。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述铝锶中间合金加入到所述4032铝合金熔体中时的温度为690-730℃。
所述的4032铝合金的变质处理方法，其中，所述锶元素的有效添加量达到0.02-0.03%的质量百分比。
一种4032铝合金，其中，其采用如上所述的方法进行变质处理得到。
有益效果：本发明提供一种4032铝合金及其变质方法，采用锶作为变质剂，以铝锶中间合金形式直接加入到流槽中进行变质处理，该工艺方法简单、损耗低，且最大限度降低了锶在加入时的氧化，使得制备的4032铝合金的初晶硅与共晶硅线尺寸小于50μm，明显优于YS/T 493-2005标准的规定，其抗拉强度和延伸性能也大大增强，同样远远优于上述规定，从而达到理想的变质效果。
具体实施方式
本发明提供一种4032铝合金及其变质方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种4032铝合金的变质处理方法，其中，所述方法包括：采用铝锶中间合金作为变质剂加入到4032铝合金熔体中，使锶的有效添加量达到0.01-0.05%的质量百分比。并最终铸造成4032铝合金圆棒。较佳实施例中，所述锶的有效添加量达到0.02-0.03%的质量百分比。所述4032铝合金中加入0.02-0.03%的锶元素后能够同时变质初晶硅与共晶硅，并且，锶还具有作用时间长的特点，使得本发明的4032铝合金的材料性能得到明显提高
较佳实施例中，所述铝锶中间合金为铝锶中间合金线杆，所述铝锶中间合金线杆中锶元素含量为10%，该线杆直径为10 mm。
利用上述铝锶中间合金线杆通过喂丝机缓慢加入流槽内的4032铝合金熔体中。铝锶中间合金线杆加入方法为直接加入流槽中，相比Na、P变质剂的喷射加入方法简便；与常规铝锶变质剂炉内加入方法相比，具有损耗低、变质效果更好、不受静置时间长短影响等特点。
实施过程中，计算通过喂丝机加入所述铝锶中间合金线杆的速度，使其与流槽内的4032铝合金铝液流量相匹配，以实现锶有效添加量为0.02%—0.03%的目的。具体的，按照V1=2.5×10-6nD2V2计算得到铝锶中间合金线杆的加入速度，其中，V1为铝锶中间合金线杆加入速度，单位mm/min；n为一次铸造铝合金圆棒根数；D为铝合金圆棒直径，单位mm；V2为铝合金圆棒铸造速度，单位mm/min。
较佳实施例中，所述铝锶中间合金线杆通过所述喂丝机的加入方向与所述4032铝合金铝液流动方向相反。即逆向加入所述铝锶中间合金线杆，这样有助于锶元素的均匀分布，保证变质效果。
较佳实施例中，所述铝锶中间合金加入到所述4032铝合金熔体中时的温度为690-730℃。混合锶元素的铝液经过在线除气精炼装置进一步搅拌均匀，再经陶瓷过滤后直接铸造成挤压用铝合金铸棒。
本发明还提供一种4032铝合金，其中，其采用如上所述的方法进行变质处理得到。
下面通过实施例来进一步说明本发明的4032铝合金的变质方法。
实施例1
铝合金变质剂：含有质量分数为10%锶元素的铝锶中间合金线杆，线杆直径为10mm。
将所述铝锶中间合金线杆通过固定在流槽上的喂丝机缓慢加入，加入方向与铝液流动方向相反，加入温度730℃，调整喂丝机加入速度与铝液流量相匹配，使锶元素有效添加量为0.02%。。混合后的铝液经过在线除气精炼装置进一步搅拌均匀，再经陶瓷过滤后直接铸造成挤压用铝合金铸棒。
实施例2
铝合金变质剂：含有质量分数为10%锶元素的铝锶中间合金线杆，线杆直径为10mm。
将所述铝锶中间合金线杆通过固定在流槽上的喂丝机缓慢加入，加入方向与铝液流动方向相反，加入温度690℃，调整喂丝机加入速度与铝液流量相匹配，使锶元素有效添加量为0.03%。。混合后的铝液经过在线除气精炼装置进一步搅拌均匀，再经陶瓷过滤后直接铸造成挤压用铝合金铸棒。
实施例3
铝合金变质剂：含有质量分数为10%锶元素的铝锶中间合金线杆，线杆直径为10mm。
将所述铝锶中间合金线杆通过固定在流槽上的喂丝机缓慢加入，加入方向与铝液流动方向相反，加入温度710℃，调整喂丝机加入速度与铝液流量相匹配，使锶元素有效添加量为0.025%。。混合后的铝液经过在线除气精炼装置进一步搅拌均匀，再经陶瓷过滤后直接铸造成挤压用铝合金铸棒。
对实施例1-3所制备的4032铝合金进行性能测定，经金相显微镜观察，其初晶硅和共晶硅线尺寸小于50μm，明显优于YS/T 493-2005标准的规定。经万能力学性能试验机检测，其T62状态下的抗拉强度达到450N/mm2以上，非比例延伸强度达到390N/mm2以上，断后伸长率达到5%以上，也明显优于YS/T 493-2005标准的规定。且本发明变质剂加入方法相比Na、P变质剂的喷射加入方法更加简便；与常规铝锶变质剂炉内加入方法相比，具有损耗低、变质效果更好、不受静置时间长短影响等特点，而且实收率达90%以上。
本发明提供一种4032铝合金及其变质方法，采用锶作为变质剂，以铝锶中间合金形式直接加入到流槽中进行变质处理，该工艺方法简单、损耗低，且最大限度降低了锶在加入时的氧化，使得制备的4032铝合金的初晶硅与共晶硅线尺寸小于50μm，明显优于YS/T 493-2005标准的规定，其抗拉强度和延伸性能也大大增强，同样远远优于上述规定，从而达到理想的变质效果。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述方法包括：采用铝锶中间合金作为变质剂加入到4032铝合金熔体中，使锶元素的有效添加量达到0.01-0.05%的质量百分比。
2.根据权利要求1所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述铝锶中间合金为铝锶中间合金线杆，所述铝锶中间合金线杆中锶元素含量为10%，该线杆直径为10 mm。
3.根据权利要求2所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述铝锶中间合金线杆通过喂丝机直接加入流槽内的4032铝合金熔体中。
4.根据权利要求3所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述喂丝机加入所述铝锶中间合金线杆的速度与所述流槽内的4032铝合金铝液流量相匹配。
5.根据权利要求3所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述铝锶中间合金线杆通过所述喂丝机的加入方向与所述4032铝合金铝液流动方向相反。
6.根据权利要求1所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述铝锶中间合金加入到所述4032铝合金熔体中时的温度为690-730℃。
7.根据权利要求1所述的4032铝合金的变质处理方法，其特征在于，所述锶元素的有效添加量达到0.02-0.03%的质量百分比。
8.一种4032铝合金，其特征在于，其采用如权利要求1-7任一项所述的方法进行变质处理得到。
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