專利名稱：一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于合金材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法。
背景技術(shù)：
高硅含量的鋁合金是一種重要的鑄造鋁合金，其具有線膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨、耐熱、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能，特別適用于制造輕質(zhì)、耐磨耐高溫的零件，是航天、航空、汽車、電子業(yè)等行業(yè)的重要加工材料。并且由于鋁元素的含量在地殼金屬元素中位列第一，密度僅為2. 72g/cm3,從而使招基合金的密度也較小，同時(shí)娃元素作為高娃招合金的主要合金元素加入，提高了合金的鑄造性能，改善了流動(dòng)性，降低了熱分裂傾向性，較少了縮松，提高了氣密性，可獲得組織致密的鑄件，因此鑄造高硅鋁合金的應(yīng)用前景廣闊。在高硅鋁合金的常規(guī)凝固組織中，硅元素以初晶硅和共晶硅的形式存在。在常規(guī)鑄造條件下，由于冷速較低，將導(dǎo)致初晶硅及共晶硅相粗大，初晶硅一般呈粗大的板片狀、多角形塊狀，共晶硅則呈粗大針片狀，均對(duì)基體性能有削弱作用。因此工業(yè)生產(chǎn)的高硅鋁合金必須對(duì)其硅相進(jìn)行變質(zhì)處理，以提高其產(chǎn)品力學(xué)性能。目前研究較多的變質(zhì)處理方法為添加變質(zhì)劑，并且根據(jù)高硅鋁合金硅相細(xì)化變質(zhì)的對(duì)象不同可將變質(zhì)處理分為三種初晶硅變質(zhì)處理、共晶硅變質(zhì)處理及雙重變質(zhì)處理。對(duì)于初晶硅變質(zhì)處理通常采取加磷的方法，磷作為初晶硅常用的有效變質(zhì)劑，在合金液中容易與鋁反應(yīng)生成熔點(diǎn)較高的AlP化合物，作為初生硅的晶核，使初生硅細(xì)化。磷除了起異質(zhì)核心作用外，還可吸附在初晶硅面上，使其產(chǎn)生多重孿晶，使初晶硅形貌由樹枝狀至薔薇狀至顆粒狀變化，高硅鋁合金的共晶硅無(wú)需形核，可直接依附于初晶硅生長(zhǎng)，因此，磷在細(xì)化初晶硅的同時(shí)，也間接地細(xì)化了共晶硅，但對(duì)其形貌的改變作用甚小，只有進(jìn)行磷與其他元素復(fù)合變質(zhì)，才能細(xì)化共晶硅，同時(shí)改變其形貌。

對(duì)于共晶硅的變質(zhì)，通常加入鍶、鈉等變質(zhì)劑，鈉和鍶元素在凝固過程中，使共晶硅由粗大片狀變成細(xì)小的纖維狀。但由于現(xiàn)有高硅鋁合金的大生產(chǎn)均按照常規(guī)鋁合金生產(chǎn)方式進(jìn)行，所有爐料均在熔煉爐中進(jìn)行化料，化料完畢后轉(zhuǎn)移至靜置爐進(jìn)行成分分析和硅相變質(zhì)，然后進(jìn)行鑄造。由于大生產(chǎn)成分分析和鑄造時(shí)間較長(zhǎng)，在常規(guī)溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫使硅相聚集長(zhǎng)大，導(dǎo)致變質(zhì)劑效果衰退。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法處理的變質(zhì)效果較穩(wěn)定。本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，包括以下步驟將1(Γ20重量份的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C ^700°C的低溫；將8(Γ90重量份的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進(jìn)行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進(jìn)行鑄造。
優(yōu)選的，所述高硅鋁合金為含硅量> 7wt%的鋁合金。優(yōu)選的，所述過熱處理的溫度為800°C 1000°C。優(yōu)選的，所述過熱處理的時(shí)間為l(T30min。優(yōu)選的，所述快速升溫的速率為2 4°C /min。優(yōu)選的，所述過熱處理前包括加熱熔化后，進(jìn)行成分分析并調(diào)整成分。優(yōu)選的，所述保持660°C 700°C的低溫在靜置爐中進(jìn)行。優(yōu)選的，所述過熱處理在熔化爐中進(jìn)行。本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法將l(T20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫；將8(T90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進(jìn)行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進(jìn)行鑄造。與現(xiàn)有技術(shù)添加變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理相比，本發(fā)明通過過熱處理對(duì)高硅鋁合金進(jìn)行變質(zhì)處理，首先，在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會(huì)聚集和長(zhǎng)大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑；其次，本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進(jìn)行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時(shí)間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中得到鑄造后的高硅鋁合金的顯微組織照片；圖2為未經(jīng)處理的4032鋁合金的顯微組織照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供 了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，包括以下步驟將l(T20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫；將8(T90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進(jìn)行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進(jìn)行鑄造。其中，所述高硅鋁合金為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的高硅鋁合金即可，并無(wú)特殊的限制，本發(fā)明中所述高硅鋁合金優(yōu)選為含硅量> 7wt%的鋁合金，其中可添加有磷、鍶、鈉或稀土等變質(zhì)劑，也可不含，并無(wú)特殊的限制。本發(fā)明中用于低溫保持的高硅鋁合金為1(Γ20重量份，優(yōu)選為12 18重量份。所述低溫的溫度為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的可保持高硅鋁合金熔體的溫度即可，并無(wú)特殊的限制。本發(fā)明中所述低溫的溫度優(yōu)選為660°C 700°C，更優(yōu)選為660°C飛80°C。按照本發(fā)明，所述保持低溫優(yōu)選在靜置爐中進(jìn)行。本發(fā)明中用于過熱處理的高硅鋁合金為8(Γ90重量份，優(yōu)選為83 87重量份。所述快速升溫的升溫速率為用于加熱所能達(dá)到的最大速率即可，并無(wú)特殊的限制。因?yàn)樵阡X合金的大生產(chǎn)中，鋁合金料較多，導(dǎo)致升溫速率較慢，本發(fā)明中優(yōu)選快速升溫的速率為2 4°C /min。所述過熱處理的溫度為800°C ^lOOO0C，優(yōu)選為900°C 1000°C;所述過熱處理的時(shí)間為l(T30min，優(yōu)選為15 25min。按照本發(fā)明，所述過熱處理前優(yōu)選還包括將熔化后的高硅鋁合金進(jìn)行成分分析并調(diào)整成分，以使其達(dá)到所要生產(chǎn)的高硅鋁合金的要求。按照本發(fā)明，所述過熱處理優(yōu)選在熔化爐中進(jìn)行。
在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會(huì)聚集和長(zhǎng)大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑。按照本發(fā)明，過熱處理后的高硅鋁合金倒入保持低溫的高硅鋁合金中優(yōu)選經(jīng)過攪拌均勻后進(jìn)行鑄造。本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進(jìn)行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時(shí)間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法進(jìn)行詳細(xì)描述。以下實(shí)施例中所用的試劑均為市售。實(shí)施例1采用含硅量11 13. 5%的4032鋁合金，將15wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將85wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進(jìn)行鑄造。對(duì)實(shí)施例1中得到鑄造后的高硅鋁合金進(jìn)行組織形態(tài)檢測(cè)，得到其500倍的顯微組織照片如圖1所示。對(duì)未經(jīng)過熱處理的4032鋁合金進(jìn)行組織形態(tài)檢測(cè)，得到其200倍的顯微組織照片如圖2所示。實(shí)施例2
采用含硅量11. 5 12. 5%的4A11鋁合金，將15wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將85wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進(jìn)行鑄造。實(shí)施例3采用含硅量11 13. 5%的4032鋁合金，將20wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將80wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進(jìn)行鑄造。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，其特征在于，包括以下步驟 將10~20重量份的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫； 將80~90重量份的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進(jìn)行過熱處理，將其倒入保持低溫的聞娃招合金中進(jìn)彳丁鑄造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述高硅鋁合金為含硅量≥7wt%的招合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理的溫度為800 0C 1000。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理的時(shí)間為10 30min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述快速升溫的速率為2 4°C/mirio
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理前包括加熱熔化后，進(jìn)行成分分析并調(diào)整成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述保持660°C^700oC的低溫在靜置爐中進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理在熔化爐中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法將10～20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660℃～700℃的低溫；將80～90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進(jìn)行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進(jìn)行鑄造。與現(xiàn)有技術(shù)添加變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理相比，本發(fā)明通過過熱處理對(duì)高硅鋁合金進(jìn)行變質(zhì)處理，首先，在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會(huì)聚集和長(zhǎng)大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑；其次，本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進(jìn)行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時(shí)間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。
文檔編號(hào)C22C1/06GK103060629SQ201310038518
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月31日
發(fā)明者田士 申請(qǐng)人:西南鋁業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司