專利名稱：過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法
技術領域：
本發明涉及一種過共晶鋁硅合金雙重變質方法。特別是涉及一種過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法。
目前在過共晶鋁硅合金變質精煉過程中，常規采用磷銅或偏磷酸鈉等作為變質劑，變質效果不能維持長時間，初晶硅就會發生粗化。且常規過共晶鋁硅合金變質，只能將初晶硅變質細化而不能變質基體中硅相，共晶硅仍呈片狀，不能達到初晶硅和共晶硅雙重變質的效果。精煉劑常用鹽類，這些精煉劑在精煉時會產生有毒氣體，導致嚴重的環境污染，影響人體健康。而且往往精煉和變質要分二道處理工序進行，不能做到精煉和變質復合進行。
為解決以上問題，有人曾采用磷-硫或磷-鈉復合變質，氯鹽或鈉鹽精煉。效果不太顯著，不能完全解決綠色、長效、雙重和復合變質精煉的技術難題。
本發明的目的是提供一種綠色、長效的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法。
本發明的另一目的是提供一種適用于過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法的綠色、長效的雙重復合變質精煉劑。
本發明是通過以下步驟實現的1)將過共晶鋁硅合金熔化成液體；2)合金液體在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15～30分鐘，扒去浮渣；3)在780℃～860℃溫度范圍內加入雙重復合精變劑，并進行攪拌，使雙重復合精變劑充分熔入鋁合金液體中，雙重復合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％；4)在740℃～800℃溫度范圍內用惰性氣體進行10～30分鐘吹煉攪拌；5)鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁硅合金熔液。
本發明的另一任務是這樣實現的采用由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重復合精變劑，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％。
由于本發明采用了含有稀土和磷的雙重復合精變劑，P是初晶硅的主要變質元素，P在過共晶鋁硅合金熔液中形成的AlP化合物為硅非均質成核核心。但AlP質點易于聚集，故單純用P變質不能長效變質。RE原子在AlP非均質核心周圍，阻止AlP核聚集，且不同的La、Ce、Nd、Pr配比組成的RE效果不同，因此RE和P的共同作用使變質后初晶硅晶體尺寸長期(8小時)維持
註1、表中MY代號意義為A、NaH B、NaNH2C、LiH D、Ca(NH2)2；2、表中鹵化物代號意義為A、ClCH2CO2CH3B、<p>實施例二將鑄造汽車空調壓縮機V5缸體用ADC14合金熔化成液體，在爐中過熱到820℃～840℃，保溫20分鐘，扒去浮渣。在800℃～840℃溫度范圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重復合精變劑，并進行攪拌。雙重復合精變劑中各元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～10％、Cu10～30％和Al55～80％，加入量為鋁合金熔液的0.3～10％。在740℃～800℃溫度范圍內用脫水的氮氣進行20分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，即可達到雙重變質精煉的效果。變質效果能維持6～8小時，重熔后仍能保持變質效果。精煉效果能維持6～10小時，無污染。壓鑄后廢品率低于2％。變質后T6、T7態的機械性能如下表
實施例三將汽車空調7V16缸體用R14(Si14～16％)合金熔化成液體，在爐中過熱到800℃～860℃，保溫20分鐘，扒去浮渣。在800℃～840℃溫度范圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重復合精變劑，并進行攪拌。雙重復合精變劑中各元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～10％、Cu10～30％和Al55～80％，加入量為鋁合金熔液的0.8～5％。在740℃～800℃溫度范圍內用脫水的氬氣進行25分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，變質效果能維持6～8小時，無污染，重熔后仍能保持變質效果。精煉效果能維持6～10小時。壓鑄生產后鑄件的測試數據列于下表
實施例四將Al-Si(18％)合金熔化成液體，在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15分鐘，扒去浮渣。在780℃～860℃溫度范圍內加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成的雙重復合精變劑，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％，精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％。并進行攪拌，使雙重復合精變劑充分熔入鋁合金液體中。在740℃～800℃溫度范圍內用純氬進行15分鐘吹煉攪拌。鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁硅合金熔液，無污染。初硅平均尺寸隨保溫時間的變化列于下表
權利要求
1.一種過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，主要包括以下步驟1)將過共晶鋁硅合金熔化成液體；2)合金液體在爐中過熱到800℃～860℃，保溫15～30分鐘，扒去浮渣；3)在780℃～860℃溫度范圍內加入雙重復合精變劑，并進行攪拌，使雙重復合精變劑充分熔入鋁合金液體中，雙重復合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.3～10％；4)在740℃～800℃溫度范圍內用惰性氣體進行10～30分鐘吹煉攪拌；5)鎮靜孕育30分鐘，可得雙重變質精煉的過共晶鋁硅合金熔液。
2.按權利要求1所述的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，其特征在于所述的合金液體在爐中過熱到溫度為820℃～840℃。
3.按權利要求1所述的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，其特征在于所述的加入雙重復合精變劑的溫度為800℃～840℃。
4.按權利要求1所述的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，其特征在于所述的雙重復合精變劑加入量為鋁合金熔液的0.8～5％。
5.按權利要求1所述的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，其特征在于所述的用氬氣進行吹煉攪拌的溫度范圍為750℃～780℃。
6.權利要求1所述的過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法，其特征在于所述的惰性氣體為脫水的氬氣或氮氣。
7.一種用于權利要求1所述過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法的雙重復合精變劑，由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al組成，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比為5～20％。
8.按權利要求7所述的雙重復合精變劑，其特征在于所述的元素重量百分比分別為La1～5％、Ce1～5％、Nd0.1～2％、Pr0.1～2％、Y0～1％、P1～12％、Cu10～30％和Al55～80％。
全文摘要
本發明涉及一種過共晶鋁硅合金雙重復合變質精煉方法。將過共晶鋁硅合金熔化成液體，并在爐中過熱到800℃－860℃，保溫15－30分鐘，扒去浮渣；加入由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu、Al組成的雙重復合精變劑，并進行攪拌；然后，用惰性氣體作10－30分鐘吹煉攪拌，鎮靜孕育。用本方法熔煉的過共晶鋁硅合金，可實現共晶硅和初晶硅雙重變質，且初晶硅尺寸長期(8小時)維持在50um以下。精煉凈化效果也能保持5－10小時，無污染。
文檔編號C22C21/04GK1392277SQ0211112
公開日2003年1月22日 申請日期2002年3月21日 優先權日2002年3月21日
發明者唐多光, 張金龍, 毛協民 申請人:上海大學