CN105603236B - 一种铝硅合金变质剂的制备方法 - Google Patents

一种铝硅合金变质剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝硅合金变质剂的制备方法，至少包括以下步骤：a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:1～19；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；b、将步骤a中制得的棒状物，在300～380℃下，加热烧结1～3h，形成致密体；c、将经过步骤b加热烧结后的致密体置于模具中，在100～250℃，压强为100～300Mpa下，进行一次或多次挤压；d、将经过步骤c挤压后的致密体，在200‑600℃下，反应烧结5‑60min，即制得所述铝硅合金变质剂。本发明的有益效果是：用固态法生产磷化铝变质剂，开发了全新的铝硅合金变质剂生产方法，具有质量好、效率高、工艺简单，生产和变质过程没有污染；含磷量可以在0.5％‑50％之间随意调整，不受其他因素限制。

Description

一种铝硅合金变质剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝硅合金变质剂，尤其是一种用于具有过共晶或共晶成分铝硅合金的铝硅合金变质剂。
背景技术
铝硅合金力学性能主要取决于硅粒子的形状和分布状态,初晶硅如果既细小又圆滑,同时分布均匀,则合金既有高的塑性,又有相当高的强度。在铝硅合金变质中真正起到变质作用的是磷化铝晶核，它是初晶硅形核的核心。以赤磷、磷盐或磷铜中间合金等形式加入都存在着许多缺点：赤磷的燃点低(240℃)，变质处理时释放出大量有毒的P205气体，严重污染环境；磷盐变质效果不稳定，使用过程中也存在环境污染问题；磷铜中间合金密度大、熔点高，需要较高的变质温度和较长的变质孕育时间，且加入到铝合金熔体中后易沉淀、难熔化，变质效果不稳定。采用熔铸法制备含磷中间合金，变质剂含磷量低、磷化铝颗粒粗大和呈团簇状分布、变质效果差。
因此，一种能够解决合金变质在制备过程中温度高、需要较长孕育时间以及变质效果差等问题的铝硅合金变质剂的制备方法成为解决问题的关键。
发明内容
作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现：通过一次或多次挤压，使铝晶粒与磷颗粒产生极大变形而生成大量高能量新鲜表面，为生成磷化铝创造了非常有利的反应条件，在较低温度下即可生成极细小洁净的磷化铝。
本发明的一个目的提供一种铝硅合金变质剂的制备方法，采用纯固态粉末挤压烧结法制备铝硅合金变质剂，可直接制备含有大量磷化铝晶核的变质剂，高效无污染。
为实现上述目的，本发明提供一种铝硅合金变质剂的制备方法，包括如下步骤：
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:1～19；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将步骤a中制得的棒状物，在300～380℃下，加热烧结1～3h，形成致密体；
c、将经过步骤b加热烧结后的致密体置于模具中，在100～250℃，压强为100～300Mpa下，进行一次或多次挤压；
d、将经过步骤c挤压后的致密体，在200-600℃下，反应烧结5-60min，即制得所述铝硅合金变质剂。
优选的是，步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:3～16。
优选的是，步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:5～12。
优选的是，步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:8～10。
优选的是，步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:9。
优选的是，步骤b和步骤d中的加热装置为电阻炉。
优选的是，所述铝硅合金变质剂的有效加入量为0.2％～1.0％。
优选的是，步骤c中所述挤压方式包括正挤压、反挤压、侧向挤压、等径角挤压中的任意一种或多种。
本发明的有益效果是：1、用固态法生产磷化铝变质剂，开发了全新的铝硅合金变质剂生产方法，具有质量好、效率高、工艺简单，生产和变质过程没有污染；2、含磷量可以在0.5％-50％之间随意调整，不受其他因素限制；3、经过挤压后，铝晶粒与P颗粒产生极大变形而生成大量高能量新鲜表面，为生成磷化铝创造了非常有利的反应条件，在较低温度下即可生成极细小洁净的磷化铝；4、由于挤压后生成的磷化铝洁净细小，能够成为硅的晶核的数量大大增加，变质效果明显改善，初晶硅尺寸可以控制在30μm以下；5、由于在变质剂中已生成磷化铝，无需像其它变质剂那样在铝熔体中需要反应温度和反应时间，大大简化了变质工艺；6、由于该合金变质剂可以在线加入，降低了铝硅合金的熔炼温度和时间，减少了合金的吸气和氧化，提高了合金熔炼质量，降低了成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:9；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在350℃下，加热烧结2h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在180℃，压强为200Mpa下，进行多次挤压，其中挤压方式为正挤压，挤压次数为5次；
d、将挤压后的致密体，在400℃下，反应烧结30min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例2
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:19；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在380℃下，加热烧结1h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在250℃，压强为100Mpa下，进行多次挤压，其中挤压方式为负挤压，挤压次数为10次；
d、将挤压后的致密体，在600℃下，反应烧结5min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例3
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:1；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在300℃下，加热烧结3h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在100℃，压强为300Mpa下，进行一次挤压，其中挤压方式为侧向挤压；
d、将挤压后的致密体，在200℃下，反应烧结60min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例4
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:3；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在320℃下，加热烧结1.2h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在120℃，压强为120Mpa下，进行多次挤压，其中挤压方式为等径角挤压，挤压次数为10次；
d、将挤压后的致密体，在220℃下，反应烧结10min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例5
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:16；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在330℃下，加热烧结1.5h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在140℃，压强为140Mpa下，进行多次挤压，其中等径角挤压5次，正挤压10次；
d、将挤压后的致密体，在240℃下，反应烧结15min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例6
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:5；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在340℃下，加热烧结1.8h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在160℃，压强为160Mpa下，进行多次挤压，其中等径角挤压10次，侧挤压10次；
d、将挤压后的致密体，在260℃下，反应烧结20min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例7
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:12；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在360℃下，加热烧结2.1h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在180℃，压强为180Mpa下，进行多次挤压，其中等径角挤压5次，侧挤压5次，正挤压5次，负挤压5次；
d、将挤压后的致密体，在300℃下，反应烧结35min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例8
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:8；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在335℃下，加热烧结2.4h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在200℃，压强为260Mpa下，进行多次挤压，其中等径角挤压15次，负挤压20次；
d、将挤压后的致密体，在450℃下，反应烧结45min，即制得所述铝硅合金变质剂。
实施例9
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:10；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在365℃下，加热烧结2.8h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在225℃，压强为280Mpa下，进行多次挤压，其中侧挤压2次，负挤压5次；
d、将挤压后的致密体，在550℃下，反应烧结5min，即制得所述铝硅合金变质剂。
对比例1
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:30；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在400℃下，加热烧结1h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在300℃，压强为80Mpa下，进行多次挤压，其中负挤压20次；
d、将挤压后的致密体，在150℃下，反应烧结90min，即制得所述铝硅合金变质剂。
对比例2
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:0.5；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将制得的棒状物置于电阻炉中，在250℃下，加热烧结5h，形成致密体；
c、将的致密体置于模具中，在80℃，压强为350Mpa下，进行多次挤压，其中正挤压10次；
d、将挤压后的致密体，在650℃下，反应烧结3min，即制得所述铝硅合金变质剂。
将由实施例1-7制得的铝硅合金变质剂与对比例1-2制备得铝硅合金变质剂按照一定加入量分别加入到铝硅合金中，并对制备得铝硅合金合金中初晶硅的晶粒进行测量，测量结果见下表。
表一
由表一可得，由本发明制得的合金变质剂其加入量0.2～1.0％内能够明显的改善初晶硅的平均晶粒尺寸，使其保持在20～30um，当加入量大于1.0％时，初晶硅的平均晶粒尺寸与加入量0.2～1.0％内无明显变化。对比例1和对比例2制得的合金变质剂其加入量0.5～1.0％内能够保持初晶硅的平均晶粒尺寸在40～60um，当加入量大于1.0％时，初晶硅的平均晶粒尺寸与加入量0.5～1.0％内无明显变化。由此可以看出按照本发明制备的合金变质剂在加入量和改善初晶硅的平均晶粒尺寸具有良好的性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (8)

1.一种铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、在纯铝粉中加入磷粉，其中磷粉与铝粉的质量比为1:1～19；将所述磷粉与铝粉搅拌均匀，压制成棒状物；
b、将步骤a中制得的棒状物，在300～380℃下，加热烧结1～3h，形成致密体；
c、将经过步骤b加热烧结后的致密体置于模具中，在100～250℃，压强为100～300MPa下，进行一次或多次挤压；
d、将经过步骤c挤压后的致密体，在200-600℃下，反应烧结5-60min，即制得所述铝硅合金变质剂。
2.如权利要求1所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:3～16。
3.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:5～12。
4.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:8～10。
5.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤a中所述磷粉与铝粉的质量比为1:9。
6.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤b和步骤d中的加热装置为电阻炉。
7.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：所述铝硅合金变质剂的有效加入量为0.2％～1.0％。
8.如权利要求1或2所述的铝硅合金变质剂的制备方法，其特征在于：步骤c中所述挤压方式包括正挤压、反挤压、侧向挤压、等径角挤压中的任意一种或多种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110760722A (zh) * 2019-11-13 2020-02-07 中国兵器科学研究院宁波分院 一种Si-Al合金封装材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04354838A (ja) * 1991-05-30 1992-12-09 Nippon Chem Ind Co Ltd 過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の初晶Ｓｉ微細化剤
CN102352455A (zh) * 2011-11-10 2012-02-15 山东大学 铝-磷中间合金及其制备方法
CN102560221A (zh) * 2011-11-22 2012-07-11 中国铝业股份有限公司 一种过共晶铝硅合金变质剂及其制备方法
CN102925765A (zh) * 2012-11-30 2013-02-13 中国矿业大学 一种铝-磷-锶-稀土合金变质剂及其制备工艺
RU2013128133A (ru) * 2013-06-20 2014-12-27 Сергей Владимирович Махов Способ получения лигатуры алюминий-фосфор

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04354838A (ja) * 1991-05-30 1992-12-09 Nippon Chem Ind Co Ltd 過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の初晶Ｓｉ微細化剤
CN102352455A (zh) * 2011-11-10 2012-02-15 山东大学 铝-磷中间合金及其制备方法
CN102560221A (zh) * 2011-11-22 2012-07-11 中国铝业股份有限公司 一种过共晶铝硅合金变质剂及其制备方法
CN102925765A (zh) * 2012-11-30 2013-02-13 中国矿业大学 一种铝-磷-锶-稀土合金变质剂及其制备工艺
RU2013128133A (ru) * 2013-06-20 2014-12-27 Сергей Владимирович Махов Способ получения лигатуры алюминий-фосфор

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