專利名稱：一種微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域和微波燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋁硅中間合金的制備方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)上常用的鑄造鋁硅合金按硅含量可分為共晶型鋁硅合金、亞共晶型鋁硅合金和過共晶型鋁硅合金。鋁合金中Si作為主要合金元素，其主要作用是增加合金熔體流動性的同時提高合金的強(qiáng)度和耐磨性。但由于Si易于氧化，如果直接將結(jié)晶硅加入鋁熔體會造成很大的燒損，難于準(zhǔn)確控制鋁合金的成分，特別是工業(yè)硅破碎后的微細(xì)金屬硅粉，更是不能采用直接添加熔煉的方式制備鋁硅合金。所以一般先制成Al-Si中間合金后加入到鋁合金中。這樣既可以縮短熔煉時間，提高生產(chǎn)效率，還減少了燒損，減少了鋁合金熔體氧化、夾渣和吸氣，有利于提高鋁合金的質(zhì)量。目前，制備鋁硅中間合金多采用傳統(tǒng)熔鑄的方法，該方法工藝流程控制要求嚴(yán)格，熔煉時間長，而且硅的密度與鋁液接近，易浮在熔體表面，特別是細(xì)硅粉又極易氧化的并進(jìn)入渣中，降低了實收率。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法，對改進(jìn)傳統(tǒng)鋁硅中間合金的生產(chǎn)工藝，減少金屬硅氧化，促進(jìn)節(jié)能和環(huán)保，具有現(xiàn)實意義，此外，針對工業(yè)硅錠破碎過程中產(chǎn)生的微細(xì)硅粉難以有效利用問題，采用本方法制備成鋁硅中間合金，可實現(xiàn)對該微細(xì)硅粉的直接回收利用。本發(fā)明的技術(shù)方案是:利用金屬硅粉和金屬鋁粉的強(qiáng)吸波特性，以工業(yè)硅錠破碎過程中產(chǎn)生的微細(xì)金屬硅粉為原料，采用微波燒結(jié)技術(shù)快速燒結(jié)制備鋁硅中間合金，具體步驟包括如下:· 將粒度小于200目的金屬硅粉與金屬鋁粉按照硅鋁質(zhì)量比3 8:17 12混合配料后壓制成型，然后放入頻率為2400 2500MHz、功率為3 5KW的條件下，保持10 15°C /min的速率加熱壓制成型的混合料至1000 1100°C后燒結(jié)I 3小時,使壓制成型的混合料中的金屬鋁粉熔融擴(kuò)散后形成鋁硅中間合金。所述金屬硅粉的純度為工業(yè)級，金屬硅粉是由金屬硅錠破碎后獲得。所述金屬鋁粉的粒度為200 400目。所述壓制成型的壓力為25 40MPa。所述混合配料時米用球磨的方法混料,球料比為2:1，轉(zhuǎn)速為50 300r/min,時間10 30min。本發(fā)明的有益效果是:經(jīng)本方法制備的鋁硅中間合金組織均勻，可直接用于鋁硅合金熔鑄工藝，此外，針對工業(yè)生產(chǎn)中金屬硅錠破碎過程產(chǎn)生的大量微細(xì)硅粉，可采用本方法制備成鋁硅中間合金后返回熔煉工藝，從而實現(xiàn)對該微細(xì)金屬硅粉的綜合回收和利用。本發(fā)明結(jié)合微波燒結(jié)技術(shù)和粉末冶金技術(shù)制備招娃中間合金，與現(xiàn)有技術(shù)制備招娃中間合金的方法截然不同，具有工藝流程簡單，燒結(jié)時間短、能源利用率和加熱效率高、安全無污染等優(yōu)點，制備的鋁硅合金組織成分均勻，結(jié)構(gòu)致密滿足鋁硅中間合金的使用要求。


圖1為本發(fā)明微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法工藝流程 圖2為本發(fā)明實施方式一制備的AlSi20合金放大50倍時金相組織；
圖3為本發(fā)明實施方式二制備的AlSil5合金放大50倍時金相組織。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實施方式一:本實施方式微波燒結(jié)制備招娃中間合金的方法為:將粒度小于200目的金屬硅粉(金屬硅粉的純度為工業(yè)級，金屬硅粉是由金屬硅錠破碎后獲得)與粒度為200 300目的金屬鋁粉按照硅鋁比3:10混合配料(采用球磨的方法混料，球料比為2:1，轉(zhuǎn)速為300r/min，時間IOmin)后在壓力為35MPa的條件下壓制成型，然后放入頻率為2400MHz、功率為4.8KW的條件下，保持15°C /min的速率加熱壓制成型的混合料至1000°C后燒結(jié)I小時，使壓制成型的混合料中的金屬招粉溶融擴(kuò)散后形成含30wt%娃的招娃中間合金。金相圖如圖2所示，所制備合金組織分布均勻，結(jié)構(gòu)致密。實施方式二:本實施方式微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法為:將粒度小于300目的金屬硅粉(金屬硅粉的純度為工業(yè)級，金屬硅粉是由金屬硅錠破碎后獲得)與粒度為300 400目的金屬鋁粉按照硅 鋁比3:17混合配料(采用球磨的方法混料，球料比為2:1，轉(zhuǎn)速為200r/min，時間20min)后在壓力為25MPa的條件下壓制成型，然后放入頻率為2480MHz、功率為5KW的條件下，保持10°C /min的速率加熱壓制成型的混合料至1005°C后燒結(jié)1.3小時，使壓制成型的混合料中的金屬鋁粉熔融擴(kuò)散后形成鋁硅中間合金。金相如附圖3所示，所制備合金組織均勻，結(jié)構(gòu)致密。實施方式三:本實施方式微波燒結(jié)制備招娃中間合金的方法為:將粒度小于200目的金屬硅粉(金屬硅粉的純度為工業(yè)級，金屬硅粉是由金屬硅錠破碎后獲得)與粒度為200 400目的金屬鋁粉按照硅鋁比8: 12混合配料(采用球磨的方法混料，球料比為2:1，轉(zhuǎn)速為50r/min，時間30min)后在壓力為40MPa的條件下壓制成型，然后放入頻率為2500MHz、功率為3KW的條件下，保持13°C /min的速率加熱壓制成型的混合料至1100°C后燒結(jié)3小時，使壓制成型的混合料中的金屬鋁粉熔融擴(kuò)散后形成鋁硅中間合金。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種微波燒結(jié)制備招娃中間合金的方法，其特征在于:將粒度小于200目的金屬娃粉與金屬鋁粉按照硅鋁質(zhì)量比3 8:17 12混合配料后壓制成型，然后在頻率為2400 2500MHz、功率為3 5KW的條件下，保持10 15°C /min的速率加熱壓制成型的混合料至1000 1100°C后燒結(jié)I 3小時，制得鋁硅中間合金。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法，其特征在于:所述金屬鋁粉的粒度為200 400目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法，其特征在于:所述壓制成型的壓力為25 40MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法，其特征在于:所述混合配料時采 用球磨的方法混料，球料比為2:1，轉(zhuǎn)速為50 300r/min，時間10 30min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微波燒結(jié)制備鋁硅中間合金的方法，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域和微波燒結(jié)技術(shù)領(lǐng)域。將粒度小于200目的金屬硅粉與金屬鋁粉按照硅鋁比3～817～12混合配料后壓制成型，然后放入頻率為2400～2500MHz、功率為3～5KW的條件下，保持10～15℃/min的速率加熱壓制成型的混合坯料至1000～1100℃后燒結(jié)1～3小時，使壓制成型的混合料中的金屬鋁粉熔融擴(kuò)散后形成鋁硅中間合金。改進(jìn)傳統(tǒng)鋁硅中間合金的生產(chǎn)工藝，減少金屬氧化，促進(jìn)節(jié)能和環(huán)保，具有現(xiàn)實意義，并可實現(xiàn)對工業(yè)硅錠破碎過程中產(chǎn)生的微細(xì)硅粉的回收。
文檔編號C22C1/04GK103233135SQ20131015641
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者許磊, 彭金輝, 張利波, 劉秉國, 李云, 周俊文, 巨少華, 魏亞乾 申請人:昆明理工大學(xué)