專利名稱：一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于合金材料技術領域，尤其涉及一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法。
背景技術：
高硅含量的鋁合金是一種重要的鑄造鋁合金，其具有線膨脹系數(shù)小、密度小、耐磨、耐熱、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)良性能，特別適用于制造輕質(zhì)、耐磨耐高溫的零件，是航天、航空、汽車、電子業(yè)等行業(yè)的重要加工材料。并且由于鋁元素的含量在地殼金屬元素中位列第一，密度僅為2. 72g/cm3,從而使招基合金的密度也較小，同時娃元素作為高娃招合金的主要合金元素加入，提高了合金的鑄造性能，改善了流動性，降低了熱分裂傾向性，較少了縮松，提高了氣密性，可獲得組織致密的鑄件，因此鑄造高硅鋁合金的應用前景廣闊。在高硅鋁合金的常規(guī)凝固組織中，硅元素以初晶硅和共晶硅的形式存在。在常規(guī)鑄造條件下，由于冷速較低，將導致初晶硅及共晶硅相粗大，初晶硅一般呈粗大的板片狀、多角形塊狀，共晶硅則呈粗大針片狀，均對基體性能有削弱作用。因此工業(yè)生產(chǎn)的高硅鋁合金必須對其硅相進行變質(zhì)處理，以提高其產(chǎn)品力學性能。目前研究較多的變質(zhì)處理方法為添加變質(zhì)劑，并且根據(jù)高硅鋁合金硅相細化變質(zhì)的對象不同可將變質(zhì)處理分為三種初晶硅變質(zhì)處理、共晶硅變質(zhì)處理及雙重變質(zhì)處理。對于初晶硅變質(zhì)處理通常采取加磷的方法，磷作為初晶硅常用的有效變質(zhì)劑，在合金液中容易與鋁反應生成熔點較高的AlP化合物，作為初生硅的晶核，使初生硅細化。磷除了起異質(zhì)核心作用外，還可吸附在初晶硅面上，使其產(chǎn)生多重孿晶，使初晶硅形貌由樹枝狀至薔薇狀至顆粒狀變化，高硅鋁合金的共晶硅無需形核，可直接依附于初晶硅生長，因此，磷在細化初晶硅的同時，也間接地細化了共晶硅，但對其形貌的改變作用甚小，只有進行磷與其他元素復合變質(zhì)，才能細化共晶硅，同時改變其形貌。

對于共晶硅的變質(zhì)，通常加入鍶、鈉等變質(zhì)劑，鈉和鍶元素在凝固過程中，使共晶硅由粗大片狀變成細小的纖維狀。但由于現(xiàn)有高硅鋁合金的大生產(chǎn)均按照常規(guī)鋁合金生產(chǎn)方式進行，所有爐料均在熔煉爐中進行化料，化料完畢后轉(zhuǎn)移至靜置爐進行成分分析和硅相變質(zhì)，然后進行鑄造。由于大生產(chǎn)成分分析和鑄造時間較長，在常規(guī)溫度下長時間保溫使硅相聚集長大，導致變質(zhì)劑效果衰退。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法處理的變質(zhì)效果較穩(wěn)定。本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，包括以下步驟將1(Γ20重量份的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C ^700°C的低溫；將8(Γ90重量份的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。
優(yōu)選的，所述高硅鋁合金為含硅量> 7wt%的鋁合金。優(yōu)選的，所述過熱處理的溫度為800°C 1000°C。優(yōu)選的，所述過熱處理的時間為l(T30min。優(yōu)選的，所述快速升溫的速率為2 4°C /min。優(yōu)選的，所述過熱處理前包括加熱熔化后，進行成分分析并調(diào)整成分。優(yōu)選的，所述保持660°C 700°C的低溫在靜置爐中進行。優(yōu)選的，所述過熱處理在熔化爐中進行。本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法將l(T20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫；將8(T90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。與現(xiàn)有技術添加變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理相比，本發(fā)明通過過熱處理對高硅鋁合金進行變質(zhì)處理，首先，在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會聚集和長大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑；其次，本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。


圖1為本發(fā)明實施例1中得到鑄造后的高硅鋁合金的顯微組織照片；圖2為未經(jīng)處理的4032鋁合金的顯微組織照片。
具體實施例方式本發(fā)明提供 了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，包括以下步驟將l(T20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫；將8(T90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。其中，所述高硅鋁合金為本領域技術人員熟知的高硅鋁合金即可，并無特殊的限制，本發(fā)明中所述高硅鋁合金優(yōu)選為含硅量> 7wt%的鋁合金，其中可添加有磷、鍶、鈉或稀土等變質(zhì)劑，也可不含，并無特殊的限制。本發(fā)明中用于低溫保持的高硅鋁合金為1(Γ20重量份，優(yōu)選為12 18重量份。所述低溫的溫度為本領域技術人員熟知的可保持高硅鋁合金熔體的溫度即可，并無特殊的限制。本發(fā)明中所述低溫的溫度優(yōu)選為660°C 700°C，更優(yōu)選為660°C飛80°C。按照本發(fā)明，所述保持低溫優(yōu)選在靜置爐中進行。本發(fā)明中用于過熱處理的高硅鋁合金為8(Γ90重量份，優(yōu)選為83 87重量份。所述快速升溫的升溫速率為用于加熱所能達到的最大速率即可，并無特殊的限制。因為在鋁合金的大生產(chǎn)中，鋁合金料較多，導致升溫速率較慢，本發(fā)明中優(yōu)選快速升溫的速率為2 4°C /min。所述過熱處理的溫度為800°C ^lOOO0C，優(yōu)選為900°C 1000°C;所述過熱處理的時間為l(T30min，優(yōu)選為15 25min。按照本發(fā)明，所述過熱處理前優(yōu)選還包括將熔化后的高硅鋁合金進行成分分析并調(diào)整成分，以使其達到所要生產(chǎn)的高硅鋁合金的要求。按照本發(fā)明，所述過熱處理優(yōu)選在熔化爐中進行。
在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會聚集和長大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑。按照本發(fā)明，過熱處理后的高硅鋁合金倒入保持低溫的高硅鋁合金中優(yōu)選經(jīng)過攪拌均勻后進行鑄造。本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法進行詳細描述。以下實施例中所用的試劑均為市售。實施例1采用含硅量11 13. 5%的4032鋁合金，將15wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將85wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進行鑄造。對實施例1中得到鑄造后的高硅鋁合金進行組織形態(tài)檢測，得到其500倍的顯微組織照片如圖1所示。對未經(jīng)過熱處理的4032鋁合金進行組織形態(tài)檢測，得到其200倍的顯微組織照片如圖2所示。實施例2
采用含硅量11. 5 12. 5%的4A11鋁合金，將15wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將85wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進行鑄造。實施例3采用含硅量11 13. 5%的4032鋁合金，將20wt%放入靜置爐中熔化并保持660°C，將80wt%放入熔煉爐中熔化，并以3°C /min的速率快速升溫至900°C并保溫20min，然后將熔煉爐中的合金注入靜置爐中，攪拌均勻并進行鑄造。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，其特征在于，包括以下步驟 將10~20重量份的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660°C 700°C的低溫； 將80~90重量份的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的聞娃招合金中進彳丁鑄造。
2.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述高硅鋁合金為含硅量≥7wt%的招合金。
3.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理的溫度為800 0C 1000。。。
4.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理的時間為10 30min。
5.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述快速升溫的速率為2 4°C/mirio
6.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理前包括加熱熔化后，進行成分分析并調(diào)整成分。
7.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述保持660°C^700oC的低溫在靜置爐中進行。
8.根據(jù)權利要求1所述的變質(zhì)處理方法，其特征在于，所述過熱處理在熔化爐中進行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高硅鋁合金的變質(zhì)處理方法，該方法將10～20wt%的高硅鋁合金，加熱熔化并保持660℃～700℃的低溫；將80～90wt%的高硅鋁合金，加熱熔化后，快速升溫進行過熱處理，將其倒入保持低溫的高硅鋁合金中進行鑄造。與現(xiàn)有技術添加變質(zhì)劑進行變質(zhì)處理相比，本發(fā)明通過過熱處理對高硅鋁合金進行變質(zhì)處理，首先，在過熱處理的狀態(tài)下，高硅鋁合金中的硅原子不會聚集和長大，因此高鋁鋁合金可少用或不用變質(zhì)劑；其次，本發(fā)明通過將過熱處理的高硅鋁合金與低溫保持的高硅鋁合金混合，進行鑄造，減少了高硅鋁合金熔體在常溫下的停留時間，從而可以保持較穩(wěn)定的變質(zhì)效果。
文檔編號C22C1/06GK103060629SQ201310038518
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月31日 優(yōu)先權日2013年1月31日
發(fā)明者田士 申請人:西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司