專利名稱：一種鑄造鋁硅合金孕育劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鑄造鋁硅合金技術(shù)，特別是一種鑄造鋁硅合金孕育劑及其制備方法和應(yīng)用，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鑄造鋁硅合金由于其高的比強(qiáng)度，良好的耐蝕性和機(jī)加工性能，成為汽車輕量化的首選材料。在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)鑄造鋁硅合金的熔體處理方法主要包括細(xì)化和變質(zhì)兩類。細(xì)化是通過添加細(xì)化劑來提高初生鋁的形核率，使得初生鋁的形貌改善，提高組織的均勻性。變質(zhì)是通過加入變質(zhì)元素，改變共晶硅的生長機(jī)制及形貌，以此來改善材料的力學(xué)性能。在鑄造鋁硅合金中共晶硅的形貌和分布狀況對(duì)力學(xué)性能起關(guān)鍵性的作用。但是現(xiàn)在細(xì)化和變質(zhì)處理都很難進(jìn)一步改善共晶娃的形貌和分布狀態(tài)。因此進(jìn)一步細(xì)化共晶娃，提聞共晶娃的形核率，改善共晶硅的分布狀態(tài)，成為進(jìn)一步提高鑄造鋁硅合金力學(xué)性能的重要途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鑄造鋁硅合金孕育劑及其制備方法和應(yīng)用，該種孕育劑能細(xì)化共晶娃，提聞共晶娃形核率，改善共晶娃分布狀態(tài)。本發(fā)明采取的技術(shù)方案為一種鑄造鋁硅合金孕育劑，其重量份比組成為鋁60-99份，硅O. 5-30份，鐵
O.1-30 份。所述的鑄造鋁硅合金孕育劑，其重量份比組成優(yōu)選為鋁65-99份，硅O. 5-10份，鐵 O. 1-25 份。上述鑄造鋁硅合金孕育劑的制備方法，包括步驟如下(I)按質(zhì)量比稱取工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純鐵原料；(2)在熔煉爐里將工業(yè)純鋁熔化至800-900° C，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，繼續(xù)加熱，保溫至完全熔解；(3)將上述熔體澆鑄成鑄錠或連鑄連軋成線材。所述的鑄造鋁硅合金孕育劑在鋁硅合金鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用。應(yīng)用方法將基礎(chǔ)鋁合金熔融，加入基礎(chǔ)鋁合金質(zhì)量O. 1% O. 3%的變質(zhì)劑，在澆注前加入基礎(chǔ)鋁合金質(zhì)量O. 1% 5%的上述鑄造鋁硅合金孕育劑，待熔體均勻后正常澆注。本發(fā)明鑄造鋁硅合金孕育劑含有共晶硅的形核基底，在與變質(zhì)劑共同作用時(shí)，變質(zhì)劑改變共晶硅的生長機(jī)制，改變共晶硅片狀生長的生長方式，同時(shí)本孕育劑大大提高共晶硅的形核率，使得最后凝固組織中共晶硅比單獨(dú)鍶變質(zhì)時(shí)更為細(xì)小，空間分布更為均勻。從金相照片上可以看出共晶硅在加入孕育劑后形核率提高一倍，共晶硅在高倍數(shù)光學(xué)顯微鏡下(1500倍)仍呈現(xiàn)點(diǎn)狀分布。


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圖I是對(duì)比例I在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖；圖2是實(shí)施例I在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖；圖3是對(duì)比例2在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖；
圖4是實(shí)施例2在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖；圖5是對(duì)比例3在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖；圖6是實(shí)施例3在砂型中自然冷卻的共晶硅在1500倍的光學(xué)顯微鏡下的形貌圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明。實(shí)施例I鑄造鋁硅合金孕育劑的制備(I)按工業(yè)純鋁65%，硅10%，鐵25%的質(zhì)量比稱取原料；(2)將純鋁熔化并升溫至900° C，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，攪拌至完全熔解；( 3 )將上述熔體澆鑄成鑄錠或連鑄連軋成線材。鑄造鋁硅合金孕育劑的應(yīng)用在中頻爐里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，按照A356合金質(zhì)量1%的比例加入本實(shí)施例制備的鑄造鋁硅合金孕育齊U，按照正常工藝澆注到砂型里，成品顯微鏡下的形貌如圖2。實(shí)施例2鑄造鋁硅合金孕育劑的制備(I)按工業(yè)純鋁92%，硅6%，鐵2%的質(zhì)量比稱取原料；(2)將純鋁熔化并升溫至900° C，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，攪拌至完全熔解；( 3 )將上述熔體澆鑄成鑄錠或連鑄連軋成線材。鑄造鋁硅合金孕育劑的應(yīng)用在中頻爐里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，按照A356合金質(zhì)量O. 15%的比例加入本實(shí)施例制備的鑄造鋁硅合金孕育劑，按照正常工藝澆注到砂型里。成品顯微鏡下的形貌如圖4。實(shí)施例3鑄造鋁硅合金孕育劑的制備(I)按工業(yè)純鋁98. 5%，硅1%，鐵O. 5%的質(zhì)量比稱取原料；(2)將純鋁熔化并升溫至900° C，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，攪拌
至完全熔解；(3)將上述熔體澆鑄成鑄錠或連鑄連軋成線材。鑄造鋁硅合金孕育劑的應(yīng)用在中頻爐里熔化Al-12. 6Si合金，至完全熔化，按照Al-12. 6Si合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，按照Al-12. 6Si合金質(zhì)量O. 25%的比例加入本實(shí)施例制備的鑄造鋁硅合金孕育劑，按照正常工藝澆注到砂型里。成品顯微鏡下的形貌如圖6。
對(duì)比例I在中頻爐里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，操作如實(shí)施例1，但不加孕育劑，按照正常工藝澆注到砂型里。成品顯微鏡下的形貌如圖I。對(duì)比例2在中頻爐里熔化A356合金，至完全熔化，按照A356合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，操作如實(shí)施例2，但不加孕育劑，按照正常工藝澆注到砂型里。成品顯微鏡下的形貌如圖3。對(duì)比例3 在中頻爐里熔化Al-12. 6Si合金，至完全熔化，按照Al_12. 6Si合金質(zhì)量O. 25%的比例加入Al-IOSr中間合金，操作如實(shí)施例3，但不加孕育劑，按照正常工藝澆注到砂型里。成品顯微鏡下的形貌如圖5。從最后金相組織圖明顯可以看出加入孕育劑后共晶娃的形核率大大提聞，共晶娃明顯細(xì)化。
權(quán)利要求
1.一種鑄造鋁硅合金孕育劑，其特征是，其重量份比組成為鋁60-99份，硅O. 5-30份,鐵O. 1-30份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種鑄造鋁硅合金孕育劑，其特征是，其重量份比組成為鋁65-99 份，硅 O. 5-10 份，鐵 O. 1-25 份。
3.權(quán)利要求I或2所述的鑄造鋁硅合金孕育劑的制備方法，其特征是，包括步驟如下 (1)按質(zhì)量比稱取工業(yè)純鋁、工業(yè)純硅、工業(yè)純鐵原料； (2)在熔煉爐里將工業(yè)純鋁熔化至800-900°C，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，繼續(xù)加熱，保溫至完全熔解； (3)將上述熔體澆鑄成鑄錠或連鑄連軋成線材。
4.權(quán)利要求I或2所述的鑄造鋁硅合金孕育劑在鋁硅合金鑄造生產(chǎn)中的應(yīng)用。
5.權(quán)利要求4所述的應(yīng)用方法，其特征是，將基礎(chǔ)鋁合金熔化，加入基礎(chǔ)鋁合金質(zhì)量O.1% O. 3%的變質(zhì)劑，在澆注前加入基礎(chǔ)鋁合金質(zhì)量O. 1% 5%的上述鑄造鋁硅合金孕育齊U，待熔體均勻后正常澆注。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鑄造鋁硅合金孕育劑及其制備方法和應(yīng)用，鑄造鋁硅合金孕育劑，其重量份比組成為鋁60-99份，硅0.5-30份，鐵0.1-30份；在熔煉爐里將工業(yè)純鋁融化至800-900℃，然后加入稱量好的工業(yè)純硅和工業(yè)純鐵，繼續(xù)加熱，保溫至完全熔解，澆鑄而成。本發(fā)明鑄造鋁硅合金孕育劑含有共晶硅的形核基底，在與變質(zhì)劑共同作用時(shí)，變質(zhì)劑改變共晶硅的生長機(jī)制，改變共晶硅片狀生長的生長方式，同時(shí)本孕育劑大大提高共晶硅的形核率，使得最后凝固組織中共晶硅比單獨(dú)鍶變質(zhì)時(shí)更為細(xì)小，空間分布更為均勻。
文檔編號(hào)C22C21/02GK102634700SQ201210150008
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者孫玉成, 張勇, 田學(xué)雷, 許榮福, 鄭洪亮 申請(qǐng)人:山東大學(xué)