CN1142303C - 一种铝锶中间合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有纳米颗粒尺寸的铝锶中间合金及其制备方法。具体制备方法为：在熔炼炉中先熔化纯铝，在800-900℃加入纯锶，当合金液温度达到850-950℃时，通过快速凝固使合金液凝固，并使合金的组织达到纳米级，把制得的合金通过挤压制成杆状，丝状，块状等。本发明制备出纳米颗粒分布的中间合金，初生相尺寸小于100纳米，相同条件下加入量比传统中间合金降低50%，而且基本不需要孕育时间。

Description

一种铝锶中间合金及其制备方法
本发明属金属材料领域，特别是涉及一种具有纳米颗粒尺寸的铝锶中间合金及其制备方法。
铝锶中间合金是一种高效长效变质剂，广泛应用于铝硅合金的变质处理，可使共晶硅由粗片状变为细纤维状，从而显著改善铸件组织和提高铸件的力学性能。据《轻金属》(1999；1：33-35)报道，国内外已公开的铝锶中间合金的制备方法有：对掺法、真空热还原法和熔盐电解法，其中，熔盐电解法按照所用熔盐的不同，可分为氯化物熔盐电解和氟化物熔盐电解。采用上述方法制取铝锶中间合金的典型组织特征：初生相分布在共晶基体上，初生相尺寸约20×700微米。上述方法制备的铝锶中间合金由于组织比较粗大，尽管有很好的变质效果，但达到变质效果所需要的时间较长。例如，达到5级变质度一般需要15-20分钟，甚至更长。铝合金液在高温下(700℃以上)长时间保温，容易吸气，浇注后铸件中易出现针孔的缺陷，在一定程度上抵消了变质的有益作用，严重时甚至导致铸件报废，这大大影响了铝锶中间合金的推广应用。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种具有纳米颗粒分布的新型铝锶中间合金及其相应的制备方法。
本发明是通过以下方式实现的：
一种铝锶中间合金包括铝和锶，该铝锶中间合金的初生相尺寸小于100纳米，纳米尺寸的初生相颗粒分布在铝基体上。
一种制备上述铝锶中间合金的的方法，包括以下步骤：
(1)按照95％-85％铝和5％-15％锶(均为质量百分比)分别称取纯铝和纯锶；
(2)在熔炼炉中先将纯铝熔化，升温至800-900℃后加入纯锶，并保温10-15分钟使合金液均匀化；
(3)调整温度在850-950℃，使合金液快速凝固，制得纳米颗粒分布的铝锶中间合金；
(4)通过挤压将合金制成不同形状的最终产品。
采用上述方法制备的具有纳米级颗粒的铝锶中间合金，应用于变质时，由于初生相尺寸小于100纳米，铝锶中间合金的加入量可以降低50％而能达到相同的变质效果，更主要的是，使用本发明制备的铝锶中间合金孕育时间很短，甚至不需要孕育时间(保温时间)，从而实现了变质的“零孕育时间”。
下面给出本发明的一个最佳实施例：
1.纯铝89.5％，纯锶10.5％(均为质量百分比)称取原料；
2.在中频感应电炉中，先将纯铝熔化，并升温至850℃，加入纯锶，保温10分钟，使合金液均匀化；
3.合金液升温到900℃，通过惰性气体(如氮气、氩气等)雾化制成粒度为200-1500微米的合金颗粒；
4.合金颗粒通过热压方法制成直径为10毫米的含锶量为10％(质量百分比)的丝状铝锶中间合金。
按照上述方法得到一种含锶量为10％的铝锶中间合金，组织为细小块状的初生相均匀分布在铝基体上，初生相尺寸小于80纳米。以对含硅量为10％(质量百分比)的铝硅合金变质为例，加入量为0.02％的锶，孕育时间小于10秒，变质效果可达5级(最佳变质效果)。

Claims (2)

1.一种铝锶中间合金包括铝和锶，其特征是：该铝锶中间合金的初生相尺寸小于100纳米，纳米尺寸的初生相颗粒分布在铝基体上。
2.一种制备上述铝锶中间合金的的方法，其特征是包括以下步骤：
(1)按照95％-85％铝和5％-15％锶(均为质量百分比)分别称取纯铝和纯锶；
(2)在熔炼炉中先将纯铝熔化，升温至800-900℃后加入纯锶，并保温10-15分钟使合金液均匀化；
(3)调整温度在850-950℃，采用惰性气体雾化的方法，使合金液快速凝固，制得纳米颗粒分布的铝锶中间合金；
(4)通过挤压将合金制成不同形状的最终产品。
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