CN109280823B - 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法 - Google Patents

一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109280823B
CN109280823B CN201811241235.4A CN201811241235A CN109280823B CN 109280823 B CN109280823 B CN 109280823B CN 201811241235 A CN201811241235 A CN 201811241235A CN 109280823 B CN109280823 B CN 109280823B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
phosphorus
alloy
silicon
modification
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
CN201811241235.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109280823A (zh
Inventor
李青春
陈淑英
岳旭东
常国威
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.)
Liaoning University of Technology
Original Assignee
Liaoning University of Technology
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 Liaoning University of Technology filed Critical Liaoning University of Technology
Priority to CN201811241235.4A priority Critical patent/CN109280823B/zh
Publication of CN109280823A publication Critical patent/CN109280823A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109280823B publication Critical patent/CN109280823B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
    • C22C21/04—Modified aluminium-silicon alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法，步骤是：(1)将工业纯铝熔化，调整铝液的温度至1400℃‑2000℃；(2)将磷化铝颗粒压入铝液，其中，磷化铝中磷的含量占铝液总质量的1‑10％；(3)磷化铝压入铝液后，保温2min‑10min，得到含磷的铝熔体；将含磷的铝熔体浇注到钢板制做的金属槽内，制得铝磷合金薄片。优点是：工艺简单，容易操作，可作为过共晶铝硅合金细化初生变质剂，初晶硅细化效果好，且对环境无污染。

Description

一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法
技术领域
本发明属于中间合金的制备方法，尤其是涉及一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法。
背景技术
过共晶铝硅合金具有低密度、高硬度、耐磨、耐高温、热膨胀系数低的特点，最适合制造高性能汽车发动机的气缸、活塞等零件。但是，组织中粗大的初生硅导致其延伸率几乎为零，无法满足零件的要求。为此人们设法在细化初生硅的同时改变初生硅的形状，以提高其韧性，从而开发出了变质处理等新技术。众多变质处理方法中，细化初生硅效果明显且稳定的方法是磷变质处理。
磷变质处理时，随变质剂加入的AlP或熔体内P与Al反应形成AlP，由于AlP的晶格常数与初生硅非常接近，则在凝固过程中AlP成为初生硅的形核基底，使初生硅细化。当P的加入量为0.1％-0.15％时达到最佳的变质处理效果，初生硅的数量增加一倍。如果将磷直接加入到铝液，磷瞬间燃烧变成气体，即使有AlP形成，AlP也容易被磷的蒸汽气泡带出铝液，导致磷的吸收率极其不稳定，且污染严重。所以，到目前为止，人们还无法将磷直接加入到铝液中制备铝磷合金。
为此只能用其它的含磷的中间合金对过共晶铝硅合金进行变质处理，含磷中间合金的种类有Al-Cu-P或P-Cu、Al-Zr-P、Ni-P等。虽然这些含磷中间合金容易制备，但是对于限制Cu、Ni、Zr等元素的过共晶铝硅合金，就不能使用这些含磷的中间合金进行变质处理。因此，寻求一种高效且洁净的中间合金已经是未来的发展趋势和市场所需，人们一直期待铝磷合金的出现，但到目前为止仍然没有制备方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法，该方法工艺简单，容易操作，可作为过共晶铝硅合金细化初生变质剂，初晶硅细化效果好，且对环境无污染。
本发明的技术解决方案是：
一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将工业纯铝熔化，调整铝液的温度至1400℃-2000℃；
(2)将磷化铝颗粒压入铝液，其中，磷化铝中磷的含量占铝熔液总质量的1％-10％；
(3)磷化铝压入铝液后，保温2min-10min，得到含磷的铝熔体；将含磷的铝熔体浇注到钢板制做的金属槽内，制得铝磷合金薄片。
进一步的，所述工业纯铝的纯度为99.7％。
进一步的，磷化铝颗粒压入铝液前，将需加入的磷化铝颗粒用铝箔包裹在一起。
进一步的，铝箔包裹加料时，铝箔加入质量计入铝熔液总质量中。
本发明的有益效果：
将磷化铝压入高温铝液，磷化铝溶入铝液，得到含磷的铝熔体，通过浇注得到铝磷合金，操作简单，容易实现，可作为过共晶铝硅合金细化初生变质剂，初晶硅细化效果好，且对环境无污染。
该方法制备的铝磷合金对过共晶Al-Si合金的变质效果明显，改善过共晶Al-Si合金性能，使Al-17％Si合金初生硅的尺寸细化到21μm，为制备新型变质中间合金迈出新的一步。
附图说明
图1是未进行变质处理Al-17％Si合金的组织，其初生硅的平均尺寸约为73μm；
图2是用本发明实施例2制备的磷化铝变质后Al-17％Si合金的组织，其初生硅的平均尺寸约为21μm。
具体实施方式
实施例1
(1)将198.5g工业纯铝熔化，调整熔融铝液的温度至1400℃；
(2)将12g磷化铝颗粒用1.5g铝箔包裹在一起，压入铝液，磷的含量占铝熔液(铝熔液是指工业纯铝与磷化铝颗粒、铝箔的熔融液)总质量的3.03％；
(3)磷化铝溶入铝液后，保温2min，将铝磷合金液体浇注到钢板制金属槽内。
按照上述操作即可得到含磷量为3.03％的铝磷合金。
实施例2
(1)将198g工业纯铝熔化，调整铝液的温度至1800℃；
(2)将24g磷化铝颗粒用2g铝箔包裹在一起，用石英管压入铝液，磷的含量占铝熔液总质量的5.73％；
(3)磷化铝溶入铝液后，保温6min，将铝磷合金液体浇注到钢板制金属槽内。
按照上述操作即可得到含磷量为5.73％的铝磷合金。
实施例3
(1)将200g工业纯铝熔化，调整铝液的温度至1400℃；
(2)将4g需加入的磷化铝颗粒用铝箔包裹在一起，用石英管压入铝液，磷的含量占铝熔液总质量的1.05％；
(3)磷化铝溶入铝液后，保温2min，将铝磷合金液体浇注到钢板制金属槽内。
按照上述操作即可得到含磷量为1.05％的铝磷合金。
实施例4
(1)将198g纯度为99.7％工业纯铝熔化，调整铝液的温度至2000℃；
(2)将45g磷化铝颗粒用2g铝箔包裹在一起，用石英管压入铝液，磷的加入量(wP)为9.8％；
(3)磷化铝溶入铝液后，保温10min，将铝磷合金液体浇注到钢板制金属槽内。
按照上述操作即可得到含磷量为9.8％的铝磷合金。
变质方案：
采用实施例2工艺制备铝磷合金，将制得的铝磷合金加入Al-17％Si合金熔液中，稍加搅拌后立即浇注到预热温度为200℃的金属型内，获得变质处理后的Al-17％Si合金试样。原料中铝磷合金50g，Al-17％Si合金1000g，变质温度为800℃。
图1为未变质的Al-17％Si合金凝固组织，其初生硅的大小和分布极其不均匀，平均尺寸约为73μm。由实施例2变质的Al-17％Si合金得到的凝固组织如图2所示，初生硅平均尺寸约为21μm，初生硅明细细化。
以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法，其特征是：
用纯铝与磷化铝颗粒制备铝磷合金薄片；
具体步骤如下：
（1）将工业纯铝熔化得到铝液，调整铝液的温度至1400℃-2000℃；
（2）将磷化铝颗粒用铝箔包裹在一起，压入铝液，其中，磷化铝中磷的含量占铝熔液总质量的5.73%；
（3）市售磷化铝压入铝液后，保温2min-10min，得到含磷的铝熔体；将含磷的铝熔体浇注到钢板制做的金属槽内，制得铝磷合金薄片；用于变质的Al-17%Si合金得到的初生硅平均尺寸为21μm。
2.如权利要求1所述的过共晶铝硅变质用铝磷合金在制备铝磷合金中的应用，其特征是：将制得的铝磷合金加入Al-17%Si合金熔液中，稍加搅拌后立即浇注到预热温度为200℃的金属型内，获得变质处理后的Al-17%Si合金，原料中铝磷合金50g，Al-17%Si合金1000g，变质温度为800℃。
3.如权利要求2所述的过共晶铝硅变质用铝磷合金在制备铝磷合金中的应用，其特征是：所述铝磷合金的含磷量为5.73%，未变质的Al-17%Si合金凝固组织，其初生硅的大小和分布极其不均匀，平均尺寸为73μm；变质的Al-17%Si合金得到的初生硅平均尺寸为21μm，初生硅明细细化。
CN201811241235.4A 2018-10-24 2018-10-24 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法 Active CN109280823B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811241235.4A CN109280823B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811241235.4A CN109280823B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109280823A CN109280823A (zh) 2019-01-29
CN109280823B true CN109280823B (zh) 2021-04-09

Family

ID=65177696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811241235.4A Active CN109280823B (zh) 2018-10-24 2018-10-24 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109280823B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116970831A (zh) * 2023-09-13 2023-10-31 四川航天职业技术学院(四川航天高级技工学校) 一种高硅铝合金细化方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5511177A (en) * 1978-07-11 1980-01-25 Mitsubishi Keikinzoku Kogyo Kk Refining method for primary silicon crystal in hyper- eutectoid aluminum-silicon alloy
JPS63243208A (ja) * 1987-03-31 1988-10-11 Sumitomo Light Metal Ind Ltd 過共晶Ａｌ−Ｓｉ系合金における初晶Ｓｉ微細化材の製造方法
CN102534312B (zh) * 2012-01-11 2013-12-11 山东大学 一种铝-镧-铈-磷中间合金及其制备方法
CN103320658B (zh) * 2013-06-09 2015-05-06 河北四通新型金属材料股份有限公司 一种Al-Si合金用的变质剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109280823A (zh) 2019-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017133415A1 (zh) 一种高导热压铸铝合金及其制备方法
CN101709414A (zh) 高硅梯度复合铝合金缸套材料及其制备方法
CN1730698A (zh) 一种铝硅铜镁系压铸铝合金及其制备工艺
CN110527883B (zh) 一种含Cu-Mn-Mg的耐高温铸造铝合金及其制备方法
CN101294247B (zh) 铝合金细化剂及用该细化剂制备的铝合金
CN104357715A (zh) 汽车变速器泵体专用铝合金及其制备方法
CN106498243A (zh) 一种压铸铝合金散热器专用铝合金材料及其制备方法
CN1120598A (zh) 高硅铝合金的变质处理方法
CN108165839A (zh) 一种汽车发动机用铝合金压铸件的制备方法
CN109280823B (zh) 一种过共晶铝硅变质用铝磷合金的制备方法
GB1577528A (en) Process for producing a slug of aluminium based alloy
CN111876637B (zh) 一种耐热耐磨Al-Si-Cu-Ni铝合金及制备方法与应用
CN108048710A (zh) 一种挤压铸造高强韧铝合金及其挤压铸造方法
CN107937764B (zh) 一种液态模锻高强韧铝合金及其液态模锻方法
CN109055831B (zh) 纳米过共晶铝硅合金复合变质剂及其制备方法和用途
CN1757459A (zh) 铝合金的半凝固浆体的制备方法及成形装置
WO2014019400A1 (zh) 一种细化过共晶铝硅合金中初晶硅的方法
CN107326228B (zh) 一种复合变质过共晶铝硅合金及其制备方法
CN115786783B (zh) 一种半固态压铸铝合金及应用
CN107723491B (zh) 一种用于ic装备专用铸造铝合金的变质剂及变质处理方法
CN100557054C (zh) 含Si和C的抗蠕变镁合金及其制备方法
CN112813295B (zh) 一种汽车外饰件用铝合金铸棒的晶粒细化剂添加方法
CN113249601A (zh) 一种诱导二十面体准晶相原位自生强化铸造铝锂合金的合金化方法
CN112662919A (zh) 一种Al-Si-Cu-Mg-Ni合金材料及其制备方法
CN102304637B (zh) 一种高效除铁剂及再生铝合金除铁的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant