CN115992321A - 一种过共晶铝硅系合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过共晶铝硅系合金及其制备方法，属于有色金属材料加工制备技术领域。本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体以300～550℃/s速率进行冷却，即得；所述前驱体熔体含有质量分数为0.4～0.7％的变质元素铕。本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法，通过加入化学变质剂铕以及通过快速冷却处理过共晶铝硅系合金的前驱体熔体，可以同时实现初晶硅的细化球化以及共晶硅的纤维化，进而提高制备的过共晶铝硅系合金的强度、塑性和韧性。与快速凝固相比，本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法通过加入化学变质剂铕，可以避免使用要求较高的设备，而且可以得到细化球化的初晶硅。
Description
技术领域
本发明涉及一种过共晶铝硅系合金及其制备方法，属于有色金属材料加工制备技术领域。
背景技术
Al-Si系合金由于具有良好的力学性能和铸造性能在工业中得到广泛应用，占全球铝铸件总量的80～90％。在铸造过程中，Si熔化吸收储存大量能量，在随后凝固过程中释放，这使得Al-Si系合金具有良好的流动性和铸造性能，并且流动性随着Si含量的增加而提高。随着Si含量的提高，合金组织中将出现大量针片状共晶硅；当Si含量继续增加时，合金组织中开始出现粗大块状初生硅。合金组织中同时具有初生硅和共晶硅的Al-Si系合金即为过共晶Al-Si系合金，例如，过共晶Al-Si合金、过共晶Al-Si-Mg合金和过共晶Al-Si-Cu合金等。
过共晶Al-Si系合金具有众多优点。例如，过共晶Al-Si合金具有密度小、比强度高、耐磨性好、线膨胀系数小以及耐热性好等优点，成为汽车领域替代铸铁和铸钢的理想材料，被广泛用于制造汽车发动机活塞、缸套等轻质零部件。但过共晶Al-Si合金在常规铸造过程中形成的粗大不规则形状的初生硅和针片状共晶硅在承载过程中易发生应力集中，严重降低了合金的力学性能。
为了提高过共晶Al-Si系合金的综合力学性能，通常要对过共晶铝硅系合金中的硅相进行复合变质处理，以改善合金中初晶硅及共晶硅的尺寸、形貌及分布，达到工业使用的要求。目前对过共晶铝硅系合金中的硅相进行复合变质处理的方法主要有物理复合变质法和化学复合变质法。
物理复合变质法是通过对合金熔体进行快速凝固、施加外场或过热处理等方法来改进铸造工艺，控制硅相的形核及生长两个过程，进而改善硅相的形态及分布，达到复合变质的目的。快速凝固技术是近年来得到广泛发展和应用的制备新型材料的技术。该技术主要是通过将合金凝固过程的冷却速率提高到104～109K/s，增加形核过程的过冷度，提高形核率，同时抑制熔体中硅原子的扩散进而达到阻碍硅相生长的目的。快速凝固技术虽然能够对硅相产生较好的变质效果，但是其工艺复杂、对设备要求较高、成本昂贵，难以加工复杂的结构件。
化学复合变质法是在高温条件下，通过向过共晶铝硅系合金熔体中添加化学变质剂，以改变硅晶体的生长方式、抑制硅晶体的生长或提供异质形核核心，达到同时变质初晶硅及共晶硅的目的。例如，稀土元素是一种理想的化学复合变质剂，其变质作用主要体现在对共晶硅的变质上，对初晶硅的变质效果并不明显。但是，P是初晶硅最有效的变质元素，因而许多研究者将P与稀土复合作用于过共晶Al-Si合金，并取得了一定的变质效果。但是变质剂之间通常会发生毒化反应，影响制备的合金的性能。
尽管国内外学者针对过共晶Al-Si系合金的化学复合变质进行了许多探索和研究，可以使初生硅细化至20μm，并且可以使共晶硅变质成纤维状，但制备的过共晶Al-Si系合金的塑性和韧性却无明显提高，其主要原因是变质处理的初生硅的形貌难以球化。大部分变质方法只能使初生硅细化，对初生硅形貌影响不大，初生硅仍然存在尖角，易发生应力集中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种过共晶铝硅系合金的制备方法，用于解决目前变质处理后的过共晶Al-Si系合金存在塑性和韧性无明显提高的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种过共晶铝硅系合金。
为了实现上述目的，本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法所采用的技术方案为：
一种过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体以300～550℃/s速率进行冷却，即得；所述前驱体熔体含有质量分数为0.4～0.7％的变质元素，所述变质元素为铕。
本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法，通过加入化学变质剂铕以及通过快速冷却处理过共晶铝硅系合金的前驱体熔体，可以同时实现初晶硅的细化球化以及共晶硅的纤维化，进而提高制备的过共晶铝硅系合金的强度、塑性和韧性。与快速凝固相比，本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法通过加入化学变质剂铕，可以避免使用要求较高的设备，减低生产成本，而且可以得到细化球化的初晶硅。
优选地，所述熔体中硅元素的质量分数为14～23％。例如，所述熔体中硅元素的质量分数为14.72～22.8％。
优选地，冷却前，将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇入模具中，然后以300～550℃/s速率进行冷却。
优选地，所述前驱体熔体由过共晶Al-Si合金和含铕中间合金进行熔炼得到。
优选地，所述过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为16～25％。
为了得到不同的过共晶铝硅系合金，可以加入不同的含铕中间合金。优选地，所述含铕中间合金选自铝铕中间合金、镁铕中间合金、铜铕中间合金中的一种或任意组合。当采用的含铕中间合金是铝铕中间合金时，制备得到的过共晶铝硅系合金为铝硅合金；当采用的含铕中间合金是镁铕中间合金时，制备得到的过共晶铝硅系合金为铝硅镁合金；当采用的含铕中间合金是铜铕中间合金时，制备得到的过共晶铝硅系合金为铝硅铜合金。
优选地，所述含铕中间合金中铕元素的质量分数为5～8％。
优选地，所述熔炼的方法包括以下步骤：先将过共晶Al-Si合金加热至750～850℃，待过共晶Al-Si合金熔化后，得到第一熔体，再将含铕中间合金加入到温度为720～780℃的第一熔体中进行保温至含铕中间合金熔化，得到第二熔体，最后将第二熔体进行精炼，得到前驱体熔体。
优选地，所述保温的时间为20～30min。
优选地，所述精炼采用旋转喷吹法进行。
优选地，所述旋转喷吹法采用的旋转吹头的旋转速度为200～300r/min。优选地，所述旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，所述氩气的流量为0.1～0.15m3/h。优选地，所述精炼的时间为3～5min。
本发明的过共晶铝硅系合金所采用的技术方案为：
如上所述的过共晶铝硅系合金的制备方法制备的过共晶铝硅系合金。
本发明的过共晶铝硅系合金中的初晶硅为细小的球状，共晶硅为纤维状。本发明的过共晶铝硅系合金具有较高的强度、塑性和韧性。
附图说明
图1为实施例3制备的过共晶铝硅系合金的显微组织示意图；
图2为实施例3制备的过共晶铝硅系合金的三维形貌示意图；
图3为对比例5制备的过共晶铝硅系合金的显微组织示意图；
图4为对比例5制备的过共晶铝硅系合金的三维形貌示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步说明。
一、本发明的过共晶铝硅系合金的制备方法的具体实施例如下：
实施例1
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到750℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为16％。
(2)将第一熔体的温度降低至720℃，再将Al-Eu中间合金压入第一熔体中，保温20min至Al-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。Al-Eu中间合金中Eu元素的质量分数为5％，第二熔体中Eu元素的质量分数为0.4％，硅元素的质量分数为14.72％。
(3)采用旋转喷吹法对第二熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为200r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.1m3/h，精炼时间为3min。
(4)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为300℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金(铝硅合金)铸锭。
实施例2
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到850℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为25％。
(2)将第一熔体的温度降低至780℃，再将Al-Eu中间合金压入第一熔体中，保温30min至Al-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。Al-Eu中间合金中Eu元素的质量分数为8％，第二熔体中Eu元素的质量分数为0.7％，硅元素的质量分数为22.8％。
(3)采用旋转喷吹法对第二熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为300r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.15m3/h，精炼时间为5min。
(4)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为500℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金(铝硅合金)铸锭。
实施例3
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到800℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为20％。
(2)将第一熔体的温度降低至750℃，再将Al-Eu中间合金压入第一熔体中，保温25min至Al-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。Al-Eu中间合金中Eu元素的质量分数为6.5％，第二熔体中Eu元素的质量分数为0.5％，硅元素的质量分数为18.5％。
(3)采用旋转喷吹法对第二熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为250r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.12m3/h，精炼时间为4min。
(4)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为400℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金(铝硅合金)铸锭。
实施例4
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到800℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为20％。
(2)将第一熔体的温度降低至750℃，再将Mg-Eu中间合金压入第一熔体中，保温20min至Mg-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。Mg-Eu中间合金中Eu元素的质量分数为6％，第二熔体中Eu元素的质量分数为0.5％，硅元素的质量分数为18.3％。
(3)采用旋转喷吹法对第二熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为250r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.12m3/h，精炼时间为4min。
(4)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为400℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金(铝硅镁合金)铸锭。
实施例5
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到800℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为20％。
(2)将第一熔体的温度降低至780℃，再将Cu-Eu中间合金压入第一熔体中，保温25min至Cu-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。Cu-Eu中间合金中Eu元素的质量分数为5％，第二熔体中Eu元素的质量分数为0.5％，硅元素的质量分数为18％。
(3)采用旋转喷吹法对第二熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为250r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.12m3/h，精炼时间为4min。
(4)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为400℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金(铝硅铜合金)铸锭。
实施例6
本实施例的过共晶铝硅系合金的制备方法与实施例3的过共晶铝硅系合金的制备方法的区别仅在于，步骤(4)中模具的冷却速度为550℃/s。
对比例1
本对比例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)该步骤与实施例2的步骤(1)相同。
(2)将第一熔体的温度降低至780℃，再将Al-Eu中间合金压入第一熔体中，保温30min至Al-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。第二熔体中Eu元素的质量分数为0.3％，硅元素的质量分数为22.8％。
(3)该步骤与实施例2的步骤(3)相同。
(4)该步骤与实施例2的步骤(4)相同。
对比例2
本对比例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)该步骤与实施例3的步骤(1)相同。
(2)将第一熔体的温度降低至750℃，再将Al-Eu中间合金压入第一熔体中，保温25min至Al-Eu中间合金熔化，得到第二熔体。第二熔体中Eu元素的质量分数为0.8％，硅元素的质量分数为18.5％。
(3)该步骤与实施例3的步骤(3)相同。
(4)该步骤与实施例3的步骤(4)相同。
对比例3
本对比例的过共晶铝硅系合金的制备方法与实施例3的过共晶铝硅系合金的制备方法的区别仅在于，步骤(4)中模具的冷却速度为250℃/s。
对比例4
本对比例的过共晶铝硅系合金的制备方法，包括以下步骤：
(1)将过共晶Al-Si合金放入坩埚中，然后采用电阻炉将过共晶铝硅合金加热到800℃至过共晶Al-Si合金熔化，得到第一熔体。过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为20％。
(2)采用旋转喷吹法对第一熔体进行除气精炼，得到过共晶铝硅系合金的前驱体熔体。精炼时，吹头的旋转速度为250r/min，旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，氩气流量为0.12m3/h，精炼时间为4min。
(3)将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体浇注到水冷铜模具中，控制模具的冷却速度为400℃/s，冷却至室温后，得到过共晶铝硅系合金铸锭。
二、本发明的过共晶铝硅系合金的具体实施例如下：
本实施例的过共晶铝硅系合金由实施例1至实施例6中任一项过共晶铝硅系合金的制备方法制备得到。
实验例1
通过光学显微镜观察实施例3和对比例5制备的过共晶铝硅系合金的显微组织和三维形貌，结果如图1-4所示。结果表明，实施例3的制备方法可同时实现过共晶铝硅系合金中初生硅的细化、球化和共晶硅的纤维化，达到了双重变质效果。
实验例2
按照国标GB/T 228-2002中规定的方法分别测试实施例1-6和对比例1-4制备的过共晶铝硅系合金的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率，测试结果如表1所示。
表1实施例1-6和对比例1-4制备的过共晶铝硅系合金的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率
| 过共晶铝硅系合金 | 抗拉强度(MPa) | 屈服强度(MPa) | 断裂伸长率(％) |
| 实施例1 | 265 | 183 | 6.64 |
| 实施例2 | 181 | 149 | 2.60 |
| 实施例3 | 206 | 171 | 3.57 |
| 实施例4 | 212 | 169 | 3.48 |
| 实施例5 | 199 | 176 | 3.37 |
| 实施例6 | 226 | 178 | 3.67 |
| 对比例1 | 173 | 142 | 2.18 |
| 对比例2 | 148 | 125 | 1.61 |
| 对比例3 | 176 | 143 | 2.34 |
| 对比例4 | 165 | 136 | 1.80 |
结果表明，通过加入化学变质剂铕以及通过快速冷却处理过共晶铝硅系合金的前驱体熔体，可以同时实现初晶硅的细化球化以及共晶硅的纤维化，进而提高制备的过共晶铝硅系合金的强度、塑性和韧性。
Claims (10)
1.一种过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将过共晶铝硅系合金的前驱体熔体以300～550℃/s速率进行冷却，即得；所述前驱体熔体含有质量分数为0.4～0.7％的变质元素，所述变质元素为铕。
2.如权利要求1所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述熔体中硅元素的质量分数为14～23％。
3.如权利要求1或2所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述前驱体熔体由过共晶Al-Si合金和含铕中间合金进行熔炼得到。
4.如权利要求3所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述过共晶Al-Si合金中Si元素的质量分数为16～25％。
5.如权利要求3所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述含铕中间合金选自铝铕中间合金、镁铕中间合金、铜铕中间合金中的一种或任意组合。
6.如权利要求3所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述含铕中间合金中铕元素的质量分数为5～8％。
7.如权利要求3所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼的方法包括以下步骤：先将过共晶Al-Si合金加热至750～850℃，待过共晶Al-Si合金熔化后，得到第一熔体，再将含铕中间合金加入到温度为720～780℃的第一熔体中进行保温至含铕中间合金熔化，得到第二熔体，最后将第二熔体进行精炼，得到前驱体熔体。
8.如权利要求7所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述精炼采用旋转喷吹法进行。
9.如权利要求8所述的过共晶铝硅系合金的制备方法，其特征在于，所述旋转喷吹法采用的旋转吹头的旋转速度为200～300r/min，所述旋转喷吹法喷吹出的气体为氩气，所述氩气的流量为0.1～0.15m3/h；所述精炼的时间为3～5min。
10.如权利要求1-9中任一项所述的过共晶铝硅系合金的制备方法制备的过共晶铝硅系合金。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1450185A (zh) * | 2003-05-07 | 2003-10-22 | 东华大学 | 一种具有共晶组织的过共晶铝硅合金及其工艺方法 |
| JP2012062501A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Waseda Univ | 過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の製造方法及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金 |
| CN103451491A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 南昌大学 | 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 |
| CN103981386A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 苏州有色金属研究院有限公司 | 亚共晶和共晶铝硅合金变质及细化的方法 |
| KR20150111670A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 한국기계연구원 | 과공정 Al-Si계 주조합금의 제조방법 |
| CN107190183A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-22 | 中南大学 | 一种过共晶铝硅合金变质剂及应用 |
-
2022
- 2022-06-09 CN CN202210653316.5A patent/CN115992321A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1450185A (zh) * | 2003-05-07 | 2003-10-22 | 东华大学 | 一种具有共晶组织的过共晶铝硅合金及其工艺方法 |
| JP2012062501A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Waseda Univ | 過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金の製造方法及び過共晶Ａｌ−Ｓｉ合金 |
| CN103451491A (zh) * | 2013-08-16 | 2013-12-18 | 南昌大学 | 一种稀土元素铕合金化铝硅合金及制备方法 |
| KR20150111670A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 한국기계연구원 | 과공정 Al-Si계 주조합금의 제조방법 |
| CN103981386A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-13 | 苏州有色金属研究院有限公司 | 亚共晶和共晶铝硅合金变质及细化的方法 |
| CN107190183A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-22 | 中南大学 | 一种过共晶铝硅合金变质剂及应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘萍;: "稀土变质处理对过共晶Al-18%Si-Mg合金组织和性能的影响", 机械工程材料, no. 05, 20 May 2007 (2007-05-20), pages 40 - 44 * |
| 孔凡校 等: ""稀土在Al-Si活塞合金中的作用及其机理"", 《冶金丛刊》, no. 4, 15 August 2017 (2017-08-15), pages 36 - 39 * |
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