專利名稱：一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及鑄造鋁合金的冶金，尤其是一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法。
背景技術(shù)：
鑄造鋁合金在凝固時(shí)，由于要形成粗大的結(jié)晶硅，使合金機(jī)械性能惡化。為了改善合金的機(jī)械性能，一般對(duì)含Si>6%的鋁硅合金都要進(jìn)行變質(zhì)處理，以細(xì)化固溶體及初生硅。目前，傳統(tǒng)的變質(zhì)處理方法是采用鈉及鈉鹽變質(zhì)，該方法雖能有效地對(duì)共晶體進(jìn)行細(xì)化，但在工藝和合金質(zhì)量上存在不少問(wèn)題，如鑄件易產(chǎn)生皮下氣孔，變質(zhì)有效時(shí)間短、對(duì)鐵質(zhì)坩堝有腐蝕作用等。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，鍶變質(zhì)效果好，且具有長(zhǎng)效性；鍶比鈉更能使初生α相細(xì)小、均勻，共晶硅由長(zhǎng)纖維狀變成短珊瑚狀，使共晶硅端部圓鈍化，由此可改善合金的強(qiáng)度，尤其是屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。因此實(shí)際生產(chǎn)中有用Al-Sr中間合金替代鈉鹽變質(zhì)劑的趨勢(shì)。但是，在對(duì)鋁合金力學(xué)性能要求較高的汽車、摩托車鋁合金結(jié)構(gòu)件制造中，鍶變質(zhì)由于易吸氣以及與C2Cl6等精煉劑發(fā)生反應(yīng)中容易產(chǎn)生表面缺陷等，在該領(lǐng)域并不是最理想的變質(zhì)劑。銻變質(zhì)的鋁硅合金熱處理以后的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率等力學(xué)性能都優(yōu)于鍶變質(zhì)的合金。而且，銻在我國(guó)蘊(yùn)藏量十分豐富，開采量大，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝方法簡(jiǎn)便，且變質(zhì)效果具有長(zhǎng)效性，因此它是一種十分理想的變質(zhì)劑。使用銻變質(zhì)時(shí)，銻的加入量為一般為0.1% 0.4%，銻的密度為6.67 g/cm3,比鋁大2.5倍，直接加入鋁液中，會(huì)產(chǎn)生重度偏析，不易控制成分，故一般以Al-Sb中間合金的形式在精煉后加入。但是Al-Sb中間合金的配制增加了生產(chǎn)工藝流程，造成能源的二次消耗。因此，能否尋找一種方法在減少中間合金二次熔煉的前提下，又能保證消除純金屬銻直接加入到鋁液中造成的偏析危害，是一個(gè)十分具有意義的課題。通過(guò)檢索，尚未發(fā)現(xiàn)與本專利申請(qǐng)相關(guān)的公開專利文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，實(shí)現(xiàn)用金屬銻代替鋁銻中間合金生產(chǎn)銻變質(zhì)鋁合金，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能減排，并提高了合金的潔凈度，提高鋁合金質(zhì)量的前提下，大大降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，步驟是:⑴稱取冶煉鋁合金的原料以及金屬銻，其中金屬銻是破碎好的小塊狀，其中對(duì)上述所有原料進(jìn)行預(yù)熱處理；⑵在熔煉爐中加入步驟⑴中預(yù)熱好的鋁合金原料，并隨爐體一起升溫；⑶待爐內(nèi) 金屬完全熔化后，調(diào)整鋁液溫度至740 780°C之間；⑷把破碎好的金屬銻塊放入鐘罩內(nèi)，用攪拌大耙懸掛鐘罩，在鋁液中往復(fù)攪拌3 5分鐘，便于金屬銻均勻進(jìn)入鋁液中；待金屬銻完全熔化后，取下鐘罩，用攪拌耙均勻攪拌合金3 5分鐘；(5)加銻完成后，按需加入其它金屬或中間合金，除渣、除氣后進(jìn)行成分、針孔、金相組織及力學(xué)性能檢測(cè)。而且，所述冶煉鋁合金的原料包括重熔鋁錠、金屬硅。而且，所述金屬銻的添加量為鋁合金原料總重的0.1-0.4%。而且，所述鐘罩底部和側(cè)部均設(shè)置有溶解后金屬銻流出的小孔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為:1、本發(fā)明使用純金屬銻省去了銻中間的熔制過(guò)程，減少了銻的二次熔煉，提高了熔體的純凈度，所制造鋁合金的力學(xué)性能優(yōu)于鋁銻中間合金變質(zhì)的鋁合金，抗拉強(qiáng)度可達(dá)210 215Mpa，延伸率可達(dá)12 15%。2、本發(fā)明使用金屬銻代替鋁銻中間合金對(duì)鋁合金進(jìn)行變質(zhì)處理，省去了鋁銻中間合金的制備過(guò)程，縮短了合金熔制的流程，促進(jìn)節(jié)能減排。3、本發(fā)明元素成分均勻，變質(zhì)效果具有長(zhǎng)效性，變質(zhì)工藝簡(jiǎn)便可靠，變質(zhì)劑的加入范圈寬，在0.1% 0.4%之間都能獲得良好變質(zhì)效果，克服了在鋁合金熔體中直接加入金屬銻成分不易控制的難題。4、由于我國(guó)銻的資源豐富，價(jià)格低廉，直接使用金屬銻，可大大節(jié)約材料采購(gòu)成本。


圖1為本發(fā)明金屬銻變質(zhì)前、后金相組織對(duì)比圖，其中圖1a為變質(zhì)前，圖1b為變質(zhì)后；圖2為本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝(鋁銻中間合金變質(zhì))的合金力學(xué)性能對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面以鋁合金B(yǎng)L.AS7G03產(chǎn)品的生產(chǎn)為例，進(jìn)行本發(fā)明具體實(shí)例的詳述:需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例是以BL.AS7G03產(chǎn)品為例，只要包含重熔鋁錠、金屬硅的鋁合金，本發(fā)明都是適用的。一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，步驟是:⑴按BL.AS7G03 鋁合金成分要求(Si:6.6 7.2 ；Mg:0.35 0.45 ；T1:0.10 0.16 ；Sb:0.11 0.16 ；A1為余量)，總配料為16000Kg,稱取重熔鋁錠14614.4kg，金屬硅1104kg，金屬銻22.4kg，鋁鈦中間合金(AlTilO) 192kg，金屬鎂67.2kg，把金屬銻破碎成小塊狀備用，破碎小塊的大小沒有特別要求，并對(duì)所有材料進(jìn)行常規(guī)預(yù)熱處理。⑵在熔煉爐中加入步驟⑴中預(yù)熱好的重熔鋁錠和金屬硅，并隨爐體一起升溫。⑶待爐內(nèi)金屬完全熔化后，調(diào)整鋁液溫度為760V。⑷把破碎好的小塊金屬鋪放入鐘罩內(nèi)，該鐘罩底部和側(cè)部分別設(shè)置有面積約Icm2的小孔，以使熔融的銻可以通過(guò)小孔流入鋁液內(nèi)部，使合金成分更加均勻，防止銻元素偏析；用攪拌大耙懸掛鐘罩，在鋁液中往復(fù)攪拌3分鐘，使金屬銻熔化后均勻進(jìn)入鋁液中。待金屬銻熔化完畢，取下鐘罩，用攪拌耙均勻攪拌合金4分鐘。(5)加銻完成后，按需加入加它金屬或中間合金，除渣、除氣后進(jìn)行成分、針孔、金相組織及力學(xué)性能檢測(cè)。金相組織的對(duì)比圖參見圖1 ;合金力學(xué)性能的對(duì)比參見圖2。經(jīng)檢測(cè)，使用特殊方式加入金屬銻變質(zhì)的鋁合金成分均勻、Sb元素含量為
0.135%，與理論值接近。針孔檢測(cè)一級(jí)，變質(zhì)效果三級(jí)。斷口組織致密，沒有嚴(yán)重縮孔、熔渣及非金屬夾雜物。 抗拉強(qiáng)度214.6Mpa，延伸率13.8%。
權(quán)利要求
1.一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，其特征在于:步驟是: ⑴稱取冶煉鋁合金的原料以及金屬銻，其中金屬銻是破碎好的小塊狀，其中對(duì)上述所有原料進(jìn)行預(yù)熱處理； ⑵在熔煉爐中加入步驟⑴中預(yù)熱好的鋁合金原料，并隨爐體一起升溫； ⑶待爐內(nèi)金屬完全熔化后，調(diào)整鋁液溫度至740 780°C之間； ⑷把破碎好的金屬銻塊放入鐘罩內(nèi)，用攪拌大耙懸掛鐘罩，在鋁液中往復(fù)攪拌3 5分鐘，便于金屬銻均勻進(jìn)入鋁液中；待金屬銻完全熔化后，取下鐘罩，用攪拌耙均勻攪拌合金3 5分鐘； (5)加銻完成后，按需加入其它金屬或中間合金，除渣、除氣后進(jìn)行成分、針孔、金相組織及力學(xué)性能檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，其特征在于:所述冶煉鋁合金的原料包括重熔鋁錠、金屬硅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，其特征在于:所述金屬銻的添加量為鋁合金原料總重的0.1-0.4%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，其特征在于:所述鐘罩底部和側(cè)部均設(shè)置有 溶解后金屬銻流出的小孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銻變質(zhì)鋁合金中金屬銻的加入方法，步驟是⑴稱取冶煉鋁合金的原料以及金屬銻，其中金屬銻是破碎好的小塊狀，其中對(duì)上述所有原料進(jìn)行預(yù)熱處理；⑵在熔煉爐中加入步驟⑴中預(yù)熱好的重熔鋁錠和金屬硅，并隨爐體一起升溫；⑶待爐內(nèi)金屬完全熔化后，調(diào)整鋁液溫度至740～780℃之間；⑷把破碎好的小塊金屬銻放入鐘罩內(nèi)，用攪拌大耙懸掛鐘罩，在鋁液中往復(fù)攪拌3～5分鐘，待金屬銻完全熔化后，取下鐘罩，用攪拌耙均勻攪拌合金3～5分鐘；⑸按需加入其它金屬或中間合金。本發(fā)明使用純金屬銻省去了銻中間的熔制過(guò)程，減少了銻的二次熔煉，提高了熔體的純凈度，所制造鋁合金的力學(xué)性能優(yōu)于鋁銻中間合金變質(zhì)的鋁合金，抗拉強(qiáng)度可達(dá)210～215MPa，延伸率可達(dá)12～15%。
文檔編號(hào)C22C21/00GK103173639SQ20131008494
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者黃海軍, 翟盼盼, 田紅杰, 馮保元, 劉文龍 申請(qǐng)人:天津立中合金集團(tuán)有限公司