專利名稱：一種P－Si中間合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種用于細(xì)化Al-Si合金中初晶硅和Mg-Si合金中Mg2Si的P-Si中間合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中一般采用加入磷的方法來細(xì)化Al-Si合金中的初晶硅(亦稱變質(zhì)處理)，主要是以赤磷、磷鹽或磷-銅中間合金等形式加入。但這些方法都存在著許多缺點(diǎn)赤磷的燃點(diǎn)低(240℃)，變質(zhì)處理時釋放出大量有毒的P2O5氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境；磷鹽變質(zhì)效果不穩(wěn)定，使用過程中也存在環(huán)境污染問題；磷-銅中間合金密度大、熔點(diǎn)高，在靜置爐熔煉條件下，加入到鋁合金熔體中后易沉淀、難熔化，變質(zhì)效果不穩(wěn)定，而且使合金中銅含量增加。專利號為ZL 01 1 07704.2的中國專利報道了鋁-磷-銅中間合金及其制備方法，但含磷量較低，為2-6％，在使用時加入量較大，為0.6-1.0％，使用成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種含磷量高、密度小的P-Si中間合金及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的一種P-Si中間合金，包含硅、磷元素，其特征是它還含有鎳、錳元素中的至少一種，各組分的質(zhì)量百分比為硅40.0-70.0％，磷8.0-25.0％，余為鎳、錳中的至少一種。
上述P-Si中間合金的制備方法，其特征是包括以下步驟
(1)按質(zhì)量百分比稱取原料，純硅40.0-70.0％、赤磷8.0-25.0％、余為純鎳和純錳中的至少一種；(2)在高溫熔煉爐中將純硅與純鎳、純錳中的至少一種合金化，攪拌均勻并在1450～1550℃范圍內(nèi)保溫；(3)在氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)的低溫保溫爐中將赤磷加熱至450-520℃，保持爐內(nèi)磷蒸汽壓1.0-1.5大氣壓，通過輸磷管將磷蒸汽聯(lián)通到步驟(2)中的硅合金熔體底部，并攪拌合金熔體，促使磷溶解于該熔體中；(4)澆注成錠或霧化制粉。
P-Si中間合金密度具有密度小(3.6g/cm3左右)和含磷量高(可達(dá)25％)的優(yōu)點(diǎn)，而且Si是Al-Si合金中的主要合金元素，采用P-Si中間合金對其進(jìn)行變質(zhì)處理將使合金的成分調(diào)整簡單化。另外，Mg-Si合金由于Mg2Si相粗大幾乎沒有使用價值，采用P-Si中間合金可有效地細(xì)化Mg2Si相，從而大幅度提高該材料的力學(xué)和使用性能。在加入0.2％的情況下，可使Al-20％Si合金中的初晶硅尺寸由150μm以上細(xì)化到30μm以下。是一種新型高效的Al-Si合金和Mg-Si合金變質(zhì)劑，采用該變質(zhì)劑可大大降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的三個最佳實(shí)施例實(shí)施例一(1)首先按純硅60％、赤磷20％、純鎳20％的質(zhì)量比稱取原料；(2)在高溫熔煉爐中將純硅與純鎳合金化，并在1550℃保溫；(3)在氮?dú)獗Ｗo(hù)的低溫保溫爐中將赤磷加熱至450℃，保持爐內(nèi)磷蒸汽壓1大氣壓，通過輸磷管將磷蒸汽聯(lián)通到硅鎳錳合金熔體底部，并攪拌合金熔體，促使磷溶解于該熔體中；(4)直接澆注成錠。
按照上述配比得到一種最佳成分的P-Si中間合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為硅60，磷20，鎳20。
實(shí)施例二(1)首先按純硅65％、赤磷20％、純錳15％的質(zhì)量比稱取原料；(2)在上述高溫熔煉爐中將純硅、純錳合金化，并在1450℃保溫；(3)在氬氣保護(hù)的低溫保溫爐中將赤磷加熱至520℃，保持爐內(nèi)磷蒸汽壓1.5大氣壓，采用實(shí)施例1的方法將磷加入到硅錳合金熔體中；(4)通過霧化器霧化成粉狀。
按照上述配比得到一種最佳成分的P-Si中間合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為硅65，磷20，錳15。
實(shí)施例三(1)首先按純硅40％、赤磷25％、純鎳20％、純錳15％的質(zhì)量比稱取原料；(2)在上述高溫熔煉爐中將純硅、純鎳和純錳合金化，并在1500℃保溫；(3)在氬氣保護(hù)的低溫保溫爐中將赤磷加熱至500℃，保持爐內(nèi)磷蒸汽壓1.25個大氣壓，采用實(shí)施例1的方法將磷加入到硅鎳錳合金熔體中；(4)澆注成錠或霧化制粉。
按照上述配比得到一種最佳成分的P-Si中間合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為硅40％，磷25％，鎳20％，錳15％。
權(quán)利要求
1.一種P-Si中間合金，包含硅、磷元素，其特征是它還含有鎳、錳元素中的至少一種，各組分的質(zhì)量百分比為硅40.0-70.0％，磷8.0-25.0％，余為鎳、錳中的至少一種。
2.上述P-Si中間合金的制備方法，其特征是包括以下步驟(1)按質(zhì)量百分比稱取原料，純硅40.0-70.0％、赤磷8.0-25.0％、余為純鎳和純錳中的至少一種；(2)在高溫熔煉爐中將純硅與純鎳、純錳中的至少一種合金化，攪拌均勻，并在1450～1550℃范圍內(nèi)保溫；(3)在氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)的低溫保溫爐中將赤磷加熱至450-520℃，保持爐內(nèi)磷蒸汽壓1.0-1.5大氣壓，通過輸磷管將磷蒸汽聯(lián)通到步驟(2)中的硅合金熔體底部，并攪拌合金熔體，促使磷溶解于該熔體中；(4)澆注成錠或霧化制粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于細(xì)化Al－Si合金中初晶硅和Mg－Si合金中Mg
文檔編號C22C19/00GK1814840SQ20061004239
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者劉相法, 劉相俊, 劉相義 申請人:劉相法