一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬材料的熔煉工藝，具體來(lái)說(shuō)是一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工 〇
【背景技術(shù)】
[0002] Al-Si合金是一種重要的鑄造合金，它具有密度低、比強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小、熱穩(wěn) 定性好、耐磨、耐蝕等優(yōu)點(diǎn)，而且隨著合金中硅含量的增加，合金的磨損量、密度、線膨脹系 數(shù)、腐蝕量均直線下降?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，目前Al-Si合金被廣泛用于制作發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、化油 器、汽缸體、缸蓋、機(jī)車(chē)減震器等零部件。但在常規(guī)鑄造 Al-Si合金中，隨著含Si量的增加， 組織中常存在針片狀的共晶硅和粗大的板條狀初晶硅，它嚴(yán)重割裂合金基體，降低材料的 力學(xué)性能，惡化切削加工性能，制約了鑄造 Al-Si合金的廣泛應(yīng)用。因此當(dāng)Si含量超過(guò)6% 時(shí)就必須進(jìn)行變質(zhì)處理，以此改變Si相尺寸和形態(tài)提高合金性能。盡管對(duì)于鑄造 Al-Si合 金的細(xì)化變質(zhì)以及熱處理工藝的研究也比較多，但由于合金牌號(hào)之間成分的差異，因此每 一牌號(hào)合金都需要相應(yīng)的細(xì)化變質(zhì)以及熱處理工藝以提高合金的綜合力學(xué)性能，為進(jìn)一步 開(kāi)發(fā)新型壓鑄鋁合金做準(zhǔn)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，提高其綜 合力學(xué)性能。
[0004] 為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì) 熔煉工藝，所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0005] ⑴預(yù)熱：石墨粘土i甘堝預(yù)熱到450± 10°C溫度下保持lOmin ;
[0006] ⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740 °C充分融化，接著用鋁箱將 0. 7-0. 75 %六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時(shí)間為 lOmin ；
[0007] ⑶精煉扒渣；
[0008] ⑷細(xì)化變質(zhì)處理：在相應(yīng)溫度加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0009] (5)靜置保溫 lOmin ;
[0010] (6)扒渣澆注：扒渣出爐，在已準(zhǔn)備好的模腔內(nèi)澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預(yù)熱到 200-250。。。
[0011] 本發(fā)明的技術(shù)原理
[0012] 關(guān)于變質(zhì)機(jī)理的機(jī)理，目前還沒(méi)有肯定的研究結(jié)論。外國(guó)學(xué)者Lu和Hellawell] 為了解釋Na、Sr等變質(zhì)劑影響共晶硅相形態(tài)的作用，提出了雜質(zhì)誘發(fā)孿晶機(jī)理，并隨后成 為廣泛接受的共晶硅變質(zhì)機(jī)理。變質(zhì)劑吸附在硅相表面生長(zhǎng)臺(tái)階上，阻止硅原子的吸附，以 此來(lái)毒化硅相生長(zhǎng)面。同時(shí)，硅原子在硅相表面吸附的雜質(zhì)原子上生長(zhǎng)，改變了硅原子堆垛 順序，實(shí)現(xiàn)了雜質(zhì)誘發(fā)孿晶。Lu和Hellawell通過(guò)假定一個(gè)面心立方結(jié)構(gòu)，計(jì)算出雜質(zhì)誘 發(fā)孿。晶的最佳比值ri/r=l. 6457,其中ri為雜質(zhì)原子半徑，r為基體原子半徑。利用俄 歇電子能譜和電子探針?lè)治鯪a對(duì)Al-Si合金的變質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Na元素在硅纖維和A1基體中偏 聚。另外，Lu和Hellawell認(rèn)為在片狀硅相中孿晶的出現(xiàn)是由于A1相和Si相的熱力學(xué)膨 脹系數(shù)不同引起應(yīng)力所造成的，但這些硅相大多數(shù)情況下最少為雙重孿晶，只存在一個(gè)孿 晶的硅相很少。若片狀硅中的孿晶是由于A1和Si之間的應(yīng)力所引起的，那么發(fā)現(xiàn)單獨(dú)孿 晶片狀硅相的概率和發(fā)現(xiàn)雙重或三重孿晶硅相的概率應(yīng)該相同。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不 能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明 作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0014] 實(shí)施例1
[0015] -種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，所用合金是ADC12合金，該合金是是一種共 晶型Al-Si合金，具有良好的鑄造性能（流動(dòng)性好、收縮率低），比強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小以 及耐腐蝕。因此，被廣泛用于汽車(chē)、摩托車(chē)等制造業(yè)，其工藝包括以下步驟：
[0016] ⑴預(yù)熱：石墨粘土i甘堝預(yù)熱到450°C溫度下保持lOmin ;
[0017] ⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740 °C充分融化，接著用鋁箱將 0. 7-0. 75 %六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時(shí)間為 lOmin ；
[0018] ⑶精煉扒渣；
[0019] ⑷細(xì)化變質(zhì)處理：在相應(yīng)溫度加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0020] (5)靜置保溫 lOmin ;
[0021] (6)扒渣澆注：扒渣出爐，在已準(zhǔn)備好的模腔內(nèi)澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預(yù)熱到 200-250。。。
[0022] 變質(zhì)前后合金物理性能參數(shù)對(duì)比
[0024] 實(shí)施例2
[0025] -種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，所用合金是R14合金，該合金是一種過(guò)共晶 型Al-Si合金，具有熱膨脹系數(shù)小、比重低、耐磨耐蝕性好和良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛 應(yīng)用于壓鑄行業(yè)。未變質(zhì)過(guò)共晶Al-Si合金中，初晶硅顆粒十分粗大，共晶硅相為長(zhǎng)針狀， 導(dǎo)致合金機(jī)械性能下降，另外硅相形態(tài)和分布也對(duì)性能有影響，其工藝包括以下步驟：
[0026] ⑴預(yù)熱：石墨粘土i甘堝預(yù)熱到450°C溫度下保持lOmin ;
[0027] ⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740 °C充分融化，接著用鋁箱將 0. 7-0. 75%六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時(shí)間為 lOmin ；
[0028] ⑶精煉扒渣；
[0029] ⑷細(xì)化變質(zhì)處理：在相應(yīng)溫度加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理；
[0030] (5)靜置保溫 lOmin ;
[0031] (6)扒渣澆注：扒渣出爐，在已準(zhǔn)備好的模腔內(nèi)澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預(yù)熱到 200-250。。。
[0032] 變質(zhì)前后合金物理性能參數(shù)對(duì)比
[0034] 通過(guò)以上具體實(shí)施案例可以看出，選用本發(fā)明工藝獲得的產(chǎn)品經(jīng)測(cè)試，其抗拉強(qiáng) 度、延伸率和布氏硬度能等關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，工作可靠性高，使用壽命長(zhǎng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)熔煉工藝，其特征在于，包括以下步驟： ⑴預(yù)熱：石墨粘土纟甘堝預(yù)熱到450±10°C溫度下保持lOmin; ⑵裝爐熔化：后加入鋁合金錠并升溫使其在740 °C充分融化，接著用鋁箱將 0. 7-0. 75 %六氯乙烷包好，用壓勺分三次將六氯乙烷精煉劑壓至鋁液中，精煉保溫時(shí)間為 lOmin； ⑶精煉扒渣； ⑷細(xì)化變質(zhì)處理：在相應(yīng)溫度加入變質(zhì)劑進(jìn)行變質(zhì)處理； ⑶靜置保溫lOmin; (6)扒渣澆注：扒渣出爐，在已準(zhǔn)備好的模腔內(nèi)澆鑄成形，金屬鑄型澆注前需預(yù)熱到 200-250。。。
【專(zhuān)利摘要】一種Al-Si合金的細(xì)化變質(zhì)后的熱處理工藝，其步驟包括：⑴在箱式電阻爐熱到520℃溫度下保持6h；⑵用60-100℃的水進(jìn)行冷卻；⑶加熱至170℃，保溫12h；⑷空冷至室溫。本發(fā)明工藝流程有效的提高Al-Si合金的綜合力學(xué)性能，為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型壓鑄鋁合金做準(zhǔn)備。
【IPC分類(lèi)】C22C1/03, C22C21/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105316544
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510809893
【發(fā)明人】徐衛(wèi)明, 楊以振, 顧金才, 何云超
【申請(qǐng)人】張家港市廣大機(jī)械鍛造有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日