[发明专利]一种磷化物变质剂

说明书

技术领域

一种磷化物变质剂，涉及一种汽车活塞用耐磨铝硅合金的磷变质剂。

背景技术

过共晶铝硅合金比重小、热膨胀系数低、尺寸稳定性好、导热能力强、耐磨性能优异，是一种重要的铸造合金，广泛应用在航天航空、交通运输、机械加工行业，尤其是汽车行业，是理想的活塞材料，可替代钢铁，显著减轻零件重量，符合国家大力提倡的“节能减排”的需要。早在30年代，日本就将过共晶铝硅合金用于车辆制造，在澳大利亚，该合金用于制作全铝汽车汽缸铸件，美国、德国、法国、前苏联也有类似牌号。

由于原始组织的硅相粗大，材料的性能严重降低，采用磷进行变质是迄今为止最常用和有效的解决方法。磷变质剂的种类主要有：赤磷、磷化物、含磷中间合金等。

赤磷虽有较好的细化作用，但由于磷的燃点和升华温度低，细化处理时燃烧激烈，产生大量有毒的P₂O₅烟雾，虽与熔剂等其它成分混合压块后压入熔体，但仍会冒出大量烟气，致使吸收率低，环境污染大。同时赤磷燃点低储运也不安全，因此已逐渐被淘汰。

含磷的中间合金主要是磷-铜中间合金，以及铝-磷-铜、镍-磷-铜(-X)等在前者基础上改进的中间合金，主要用于含铜过共晶铝硅合金。破碎成一定块度后尽快使用，以防止其表面氧化。刘相法等(中国专利，铝-磷-铜中间合金及其制备方法，专利号ZL 01107704.2)发明了一种含铜的铝磷中间合金，变质剂加入温度高达1000℃。刘相法等(中国专利，一种低熔点铜-磷基中间合金及其制备方法，ZL 200310105444.3)在铜-磷中间合金的基础上，1100-1400℃时在纯铜中，加入硅、磷、镍、锑、铋、锰或银等，制备熔点较低(640-700℃)的中间合金。中间合金的缺点是熔点高，流程长，能耗高。

另外，还可以采用磷的化合物来变质初晶硅，如PNC1、P₂O₃+A1PO₄等。吴树森等(中国专利，铸造高硅铝硅合金的双重变质剂，专利号ZL 00131196.4)发明了一种含磷和锶的变质剂，采用磷盐(如PCl₅或PNCl₂)加磷。这些磷盐变质剂毒性大、变质效果不稳定，实际生产中很少使用。

由于以上变质剂的使用并不理想，制约了国内过共晶铝硅合金的工业化生产。因此，急需开发新的高效绿色磷变质剂。

发明内容

本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高磷的活性，减少磷的氧化，加快磷与铝的反应，降低加入温度，提高磷吸收率，减小污染的磷化物变质剂。

本发明的目的通过以下技术方案实现的。

一种磷化物变质剂，其特征在于该变质剂的重量百分比组成为：铝粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，余量为磷化物。

本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的磷化物为碱金属或碱土金属的磷化物。

本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氯化物为氯化钾或氯化钠。

本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氟化物为选自氟化钾、氟化钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟铝酸钾或氟铝酸钠中的一种或一种以上的混合物。

本发明的一种磷化物变质剂，适用于亚共晶铝硅合金，共晶铝硅合金及过共晶铝硅合金的变质，及含铜及不含铜的铝硅合金的变质，可用于制备铝-磷-X中间合金。

本发明的一种磷化物变质剂，由于原位生成磷原子，活性高，反应速度快，加入时无烟气放出，显著减少环境污染；操作温度低，反应速度快，制备流程短，能耗低，效率高，生产成本低；毒性小，变质效果稳定，试剂常见，易于获得。

具体实施方式

一种磷化物变质剂，该变质剂的重量百分比组成为：铝粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，余量为磷化物。其中磷化物为碱金属或碱土金属的磷化物；氯化物为氯化钾或氯化钠；氟化物为选自氟化钾、氟化钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟铝酸钾或氟铝酸钠中的一种或一种以上的混合物。

使用时把粉末状的磷化物与其它化合物混合均匀、在4-6MPa压力下压块后，尽快使用，最好用时现配。变质及随后的熔炼过程中，可用惰性气体覆盖在熔体表面，减少磷的失效。

实施例1