然后金屬型澆注，獲得合金鑄錠。變質(zhì)后合金顯微組織如圖4所示，初晶Si尺寸明顯減小到20 ym以內(nèi)，共晶Si變質(zhì)為高度分枝的纖維狀，實現(xiàn)了初晶Si和共晶Si雙重變質(zhì)，并且合金顯微組織中出現(xiàn)了初晶《-Al。
[0025]實施例2
[0026](I)利用單輥甩帶法快速凝固制備細晶過共晶Al-17% Si合金中間合金薄帶，制備過程單棍轉(zhuǎn)速為40m/s，瞬時最高溫度為1300°C，凝固速度為106k/s ;所得中間合金薄帶寬度為2-3mm，厚度為10 μ m，其宏觀形貌和顯微組織分別如圖1和圖2所示；其中初晶Si尺寸細小，平均尺寸約I ym，共晶Si呈高度分枝的纖維狀。
[0027](2)將基體過共晶Al-17% Si合金在電阻爐中熔融，升溫至780°C，保溫15min，得到熔融的過共晶Al-Si合金金屬液；未變質(zhì)過共晶Al-17% Si合金原始顯微組織如圖3所示，初晶Si呈粗大的板片狀，平均尺寸約44 μ m，共晶Si呈針狀。
[0028](3)按細晶中間合金與基體合金質(zhì)量比為1:4，將步驟⑴所得相同成分的細晶中間合金加入步驟(2)所得恪融的過共晶Al-17% Si合金金屬液中，機械攪拌3?5min，保溫15min ;然后金屬型澆注，獲得合金鑄錠。變質(zhì)后合金顯微組織如圖5所示，初晶Si尺寸明顯減小到20 ym以內(nèi)，共晶Si變質(zhì)為高度分枝的纖維狀，實現(xiàn)了初晶Si和共晶Si雙重變質(zhì)，并且合金顯微組織中出現(xiàn)了初晶《-Al。
[0029]實施例3
[0030](I)利用單輥甩帶法快速凝固制備細晶過共晶Al-17% Si合金中間合金薄帶，制備過程單棍轉(zhuǎn)速為40m/s，瞬時最高溫度為1300°C，凝固速度為106k/s ;所得中間合金薄帶寬度為2-3mm，厚度為10 μ m，其宏觀形貌和顯微組織分別如圖1和圖2所示；其中初晶Si尺寸細小，平均尺寸約I ym，共晶Si呈高度分枝的纖維狀。
[0031](2)將基體過共晶Al-17% Si合金在電阻爐中熔融，升溫至790°C，保溫15min，得到熔融的過共晶Al-Si合金金屬液；未變質(zhì)過共晶Al-17% Si合金原始顯微組織如圖3所示，初晶Si呈粗大的板片狀，平均尺寸約44 μ m，共晶Si呈針狀。
[0032](3)按細晶中間合金與基體合金質(zhì)量比為1:2.4，將步驟⑴所得相同成分的細晶中間合金加入步驟(2)所得熔融的過共晶Al-17% Si合金金屬液中，機械攪拌3?5min，保溫20min ;然后金屬型澆注，獲得合金鑄錠。變質(zhì)后合金顯微組織如圖6所示，初晶Si尺寸明顯減小到20 ym以內(nèi)，共晶Si變質(zhì)為高度分枝的纖維狀，實現(xiàn)了初晶Si和共晶Si雙重變質(zhì)，并且合金顯微組織中出現(xiàn)了初晶α-Α1。
[0033]實施例4
[0034](I)利用單輥甩帶法快速凝固制備細晶過共晶Al-17% Si合金中間合金薄帶，制備過程單輥轉(zhuǎn)速為40m/s，瞬時最高溫度為1300°C，凝固速度為106k/s ;中間合金薄帶寬度為2-3mm，厚度為10 μ m，其宏觀形貌和顯微組織分別如圖1和圖2所示；其中初晶Si尺寸細小，平均尺寸約I ym，共晶Si呈高度分枝的纖維狀。
[0035](2)將基體過共晶Al-17% Si合金在電阻爐中熔融，升溫至800°C，保溫15min。未變質(zhì)過共晶Al-17% Si合金原始顯微組織如圖3所示，初晶Si呈粗大的板片狀，平均尺寸約44 μ m，共晶Si呈針狀。
[0036](3)按細晶中間合金與基體合金質(zhì)量比為1:1，將步驟⑴所得相同成分的細晶中間合金加入步驟(2)所得恪融的過共晶Al-17% Si合金金屬液中，機械攪拌3?5min，保溫25min ;然后金屬型澆注，獲得合金鑄錠。變質(zhì)后合金顯微組織如圖7所示，初晶Si尺寸明顯減小到20 ym以內(nèi)，共晶Si變質(zhì)為高度分枝的纖維狀，實現(xiàn)了初晶Si和共晶Si雙重變質(zhì)，并且合金顯微組織中出現(xiàn)了初晶《-Al。
[0037]綜合對比圖4?7變質(zhì)后Al-17% Si合金顯微組織圖和圖8變質(zhì)后Al_17% Si合金中α -Al枝晶面積百分比，確定實施例2為最佳制備工藝。細晶中間合金變質(zhì)與傳統(tǒng)P變質(zhì)相比可以實現(xiàn)初晶Si和共晶Si的雙重變質(zhì)，變質(zhì)后初晶Si尺寸細小，在14 μ m左右，共晶Si由粗大的針片狀變質(zhì)為高度分枝的纖維狀，并且避免了引入雜質(zhì)、元素反應(yīng)等問題。
【主權(quán)項】
1.一種過共晶Al-Si合金的雙重變質(zhì)方法，其特征在于包括以下制備步驟: (1)利用單輥甩帶法制備細晶過共晶Al-Si合金中間合金薄帶，所得中間合金薄帶寬度為2?3mm，厚度為10 μ m ; (2)將基體過共晶Al-Si合金放入電阻爐中熔融，升溫至750?800°C，保溫15min，得到熔融的過共晶Al-Si合金金屬液； (3)將步驟⑴所得細晶過共晶Al-Si合金中間合金薄帶加入步驟⑵所得熔融的過共晶Al-Si合金金屬液中，所述細晶過共晶Al-Si合金中間合金薄帶與熔融的過共晶Al-Si合金金屬液質(zhì)量比為1: (I?9)，機械攪拌3?5min，保溫10?25min ;然后饒注到預(yù)熱溫度為150°C的鑄鋼金屬模型中，獲得合金鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過共晶Al-Si合金的雙重變質(zhì)方法，其特征在于步驟(I)中所述單輥甩帶法單輥轉(zhuǎn)速為20?50m/s，瞬時最高溫度為1100?1500°C，凝固速度為14?10 6k/s0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過共晶Al-Si合金的雙重變質(zhì)方法，其特征在于步驟(2)中所述電阻爐功率為5kw。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過共晶Al-Si合金的雙重變質(zhì)方法，其特征在于步驟(3)中攪拌速率為100r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種過共晶Al-Si合金的雙重變質(zhì)方法，通過加入細晶過共晶Al-Si合金中間合金，與基體合金成分相同，既可以實現(xiàn)初晶Si和共晶Si的雙重變質(zhì)，又可避免產(chǎn)生引入雜質(zhì)、元素反應(yīng)問題，工藝簡單，操作方便；變質(zhì)后過共晶Al-Si合金中初晶Si尺寸由44μm細化為14μm，共晶Si由粗大的針片狀變質(zhì)為高度分枝的纖維狀。
【IPC分類】C22C21-04, C22C1-03
【公開號】CN104878231
【申請?zhí)枴緾N201510249824
【發(fā)明人】張靜, 陳洪美, 金云學(xué), 張艷, 熊永超
【申請人】江蘇科技大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年5月15日