[发明专利]过共晶铝硅合金双重复合变质精炼方法

说明书

本发明涉及一种过共晶铝硅合金双重变质方法。特别是涉及一种过共晶铝硅合金双重复合变质精炼方法。

目前在过共晶铝硅合金变质精炼过程中，常规采用磷铜或偏磷酸钠等作为变质剂，变质效果不能维持长时间，初晶硅就会发生粗化。且常规过共晶铝硅合金变质，只能将初晶硅变质细化而不能变质基体中硅相，共晶硅仍呈片状，不能达到初晶硅和共晶硅双重变质的效果。精炼剂常用盐类，这些精炼剂在精炼时会产生有毒气体，导致严重的环境污染，影响人体健康。而且往往精炼和变质要分二道处理工序进行，不能做到精炼和变质复合进行。

为解决以上问题，有人曾采用磷-硫或磷-钠复合变质，氯盐或钠盐精炼。效果不太显著，不能完全解决绿色、长效、双重和复合变质精炼的技术难题。

本发明的目的是提供一种绿色、长效的过共晶铝硅合金双重复合变质精炼方法。

本发明的另一目的是提供一种适用于过共晶铝硅合金双重复合变质精炼方法的绿色、长效的双重复合变质精炼剂。

本发明是通过以下步骤实现的：

1)将过共晶铝硅合金熔化成液体；

2)合金液体在炉中过热到800℃～860℃，保温15～30分钟，扒去浮渣；

3)在780℃～860℃温度范围内加入双重复合精变剂，并进行搅拌，使双重

复合精变剂充分熔入铝合金液体中，双重复合精变剂加入量为铝合金熔液的0.3～10％；

4)在740℃～800℃温度范围内用惰性气体进行10～30分钟吹炼搅拌；

5)镇静孕育30分钟，可得双重变质精炼的过共晶铝硅合金熔液。

本发明的另一任务是这样实现的：采用由La、Ce、Nd、Pr、Y、P、Cu和Al组成的双重复合精变剂，其中(La+Ce+Nd+Pr+Y+P)的重量百分比为5～20％。

由于本发明采用了含有稀土和磷的双重复合精变剂，P是初晶硅的主要变质元素，P在过共晶铝硅合金熔液中形成的AlP化合物为硅非均质成核核心。但AlP质点易于聚集，故单纯用P变质不能长效变质。RE原子在AlP非均质核心周围，阻止AlP核聚集，且不同的La、Ce、Nd、Pr配比组成的RE效果不同，因此RE和P的共同作用使变质后初晶硅晶体尺寸长期(8小时)维持在50um以下，不发生粗化，并在重熔后仍保持变质效果。

RE元素沿硅晶体固液界面前沿周围富集，与硅晶体中缺陷形成众多孪晶面，抑制硅的择优生长，使共晶硅由片状变成水草状，从而细化变质共晶硅。并能长时间保持变质效果，且在重熔后仍保持变质效果。

由于RE元素的高电负性和高表面活性，在过共晶铝硅合金熔液表面形成致密的保护膜，阻止了铝液的氧化、吸气及和水汽的反应，同时RE极易与Al、H₂形成氢化物，所以具有好的固氢特性。RE与铝液中的Al₂O₃等夹杂物反应，将Al从夹杂物中还原出来，减少了铝液的氢含量和夹杂物，使过共晶铝硅合金熔液净化，并能持续保持6-10小时。

RE与铝液中的Al₂O₃反应，还原了部分铝；简化工序减少了铝的烧损，从而降低了生产成本。

采用本方法处理过共晶铝硅合金熔液不对环境造成任何污染，实现了绿色清洁集约化生产。

                  实施例一