[发明专利]一种近球晶组织半固态铝合金快速制备方法

摘要

一种近球晶组织半固态铝合金快速制备方法，涉及一种近球晶组织半固态合金浆料快速制备方法，制备过热合金熔体；采用“先变质后细化”或“先细化后变质”工艺对合金熔体进行处理；双向电磁搅拌方法制备半固态铝合金；在搅拌过程中对温度进行实时采集，搅拌时间以最终搅拌温度设定，当搅拌过程中熔体温度降至液相线以下3～5℃，即停止搅拌，冷却，得到近球晶组织半固态铝合金。本发明浆料制备效率较传统的电磁搅拌技术大为提高，可以与后续成形加工(压铸或模锻)生产节拍匹配；涉及的熔体处理技术有助于提高合金熔体的有效晶核数量，从而可以获得细小晶粒组织的半固态合金。在铝合金流变成形工艺中有很强应用前景。

主权项

1、一种近球晶组织半固态铝合金快速制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)制备过热合金熔体采用现有技术中的各种加热方法，选用合金锭，将合金加热到后序熔体处理所需温度，同时不断搅拌，使其温度均匀，并且化学成分均匀、恒定，偏析小；(2)对合金熔体进行处理用浇包将熔化炉中的合金熔体转入电阻保温炉，用中间合金进行熔体处理；加入中间合金粉末时，采用喷吹装置或用铝箔包裹粉末压入熔体中；中间合金含有细化剂和变质剂；根据中间合金细化剂状态的不同，熔体处理过程选用两种工艺；(2.1)如果细化剂的平均粒度小于100μm，采用“先变质后细化”工艺；首先用浇包将熔化炉中的合金熔体转入电阻保温炉1(高温炉)，温度保持在液相线以上90～110℃，加入变质剂，并保温5～10min；然后把装有合金熔体的坩埚转移至电阻保温炉2(低温炉)，温度保持在液相线以上30～35℃，加入细化剂，静置20～25min；(2.2)如果细化剂的平均粒度在100～300μm之间，采用“先细化后变质”工艺；首先用浇包将熔化炉中的合金熔体转入电阻保温炉1(高温炉)，温度保持在液相线以上90～110℃，顺序加入细化剂和变质剂，二者加入时间间隔5～10min；然后把装有合金熔体的坩埚转移至电阻保温炉2(低温炉)，温度保持在液相线以上30～35℃，静置20～25min；(3)双向电磁搅拌方法制备半固态铝合金浆料将上述步骤(2)处理后的低过热度熔体倒入搅拌坩埚，把坩埚放入电磁搅拌器内腔，采用双向电磁搅拌方法开始电磁搅拌制备半固态浆料，主要包括以下四个步骤：(3.1)在处理后的低过热度熔体倒入搅拌坩埚前，搅拌坩埚预热至350～400℃；(3.2)在把坩埚放入电磁搅拌器内腔之前5～10s开启搅拌器；电磁搅拌频率：5～30Hz；电磁搅拌功率：15kw；搅拌方式采用正转、反转或交替运行；搅拌换向时间为0～10s；(3.3)将熔体处理后的低过热度熔体转入搅拌坩埚内，把坩埚放入电磁搅拌器内腔，并立即检测熔体温度；(3.4)按照设定搅拌方式进行电磁搅拌；(4)在搅拌过程中对温度进行实时采集，搅拌时间以最终搅拌温度设定，当搅拌过程中熔体温度降至液相线以下3～5℃，即停止搅拌，此时即可得到近球晶组织半固态铝合金浆料。