[发明专利]亚共晶铸造铝硅合金变质方法

摘要

本发明公开了一种亚共晶铸造铝硅合金变质方法，按元素质量百分数为Si：6.000‑12.600％；Sr：0.001‑0.150％，La或RE：0.020‑0.122％，B：0.001‑0.150％，并且Sr/B质量比不大于1.351，La/B或RE/B质量比在1‑5之间；余量为Al进行备料，并经过熔化、精炼除气、加料和保温浇铸过程进行熔炼铸造得到铝硅合金，变质等级为4‑6级，变质有效期为2‑3小时。本发明使Sr、La、B总投料量降低62.3‑72.5％，改性元素的质量分数之和仅为0.022‑0.237％；生产时间降低37.5‑52.0％，仅需60‑100分钟，具有极高经济价值。

主权项

1.一种亚共晶铸造铝硅合金变质方法，其特征在于：对硅质量分数在6‑12.6％的亚共晶铝硅合金进行变质处理，来调控铸造铝硅合金的共晶硅相的形貌和尺寸，获得共晶硅呈短纤维状的亚共晶铝硅合金组织；在进行亚共晶铸造铝硅合金高效变质处理时，以Al‑La合金、富镧稀土铝合金Al‑RE中的任意一种合金、Al‑Sr合金、Al‑B合金、含有铝和硅材料为原料，按以下元素质量百分数要求进行备料，并进行以下熔炼操作后得到的目标亚共晶铸造铝硅合金；以下所述的元素质量百分数是投料比，各元素来自于不同原料中，元素称量比例要求为：Si：6.000‑12.600％；Sr：0.001‑0.150％；La或RE：0.020‑0.122％；B：0.001‑0.150％；并且Sr/B质量比不大于1.351，La/B或RE/B质量比在1‑5之间；余量主要为Al；所述亚共晶铸造铝硅合金的变质处理方法采用如下熔炼方法过程和步骤：(1)熔化Al‑Si合金：先将井式炉空炉升温至745‑755℃，保温10‑15分钟除去炉内潮气、水气及油污杂质，然后加入含有铝和硅的材料的原料，进行保温20‑40分钟，当硅完全溶于铝液后，获得成分均匀的Al‑Si合金熔体，Al‑Si合金熔体的硅质量分数不低于6％；(2)精炼除气过程：向在所述步骤(1)中制备的Al‑Si合金熔体中加入原料总质量的0.1‑0.2％的除气剂，并且在加入除气剂之前，首先将除气剂用铝箔包裹好置于井式炉井口端预热烘干，并一同预热不锈钢钟罩；在加入除气剂时，用不锈钢钟罩压至熔体底部，保持1‑3分钟，至除气剂不再明显释放出氮气后取出钟罩，再向Al‑Si合金熔体中通入氩气，并按照向每升Al‑Si合金熔体中通入氩气的流量为0.1‑0.7 L/min的氩气流速，控制氩气供应量，并维持通入氩气5‑10分钟，完成Al‑Si合金熔体的精炼除气过程；(3)合金化过程：向在所述步骤(2)中完成精炼除气的Al‑Si合金熔体中进行加料合金化处理，待Al‑Si合金熔体的温度稳定在745‑755℃时，依次加入均用铝箔包裹的Al‑B合金、Al‑La合金或Al‑RE合金、Al‑Sr合金，控制不同种合金的加入时间间隔为20‑30秒，加入时保持不破坏熔体表面已经形成的氧化层，直接将铝箔包裹的各原料包用石墨棒压至Al‑Si合金熔体内部，使各原料熔化，获得成分均匀的含微量元素Sr、La、B的铝硅合金熔体或者含微量元素Sr、RE、B的铝硅合金熔体；(4)浇铸亚共晶铸造铝硅合金：对在所述步骤(3)中制备的铝硅合金熔体，采用保温后浇铸方法，保温温度为745‑755℃，保温时间为20‑30分钟，然后用捞渣勺舀去铝硅合金熔体表面浮渣，再用石墨棒对铝硅合金熔体进行定向搅拌，搅拌持续10‑40秒，盖上井式炉盖进行保温，待温度达到745‑755℃时，将铝硅合金熔体浇入已于200‑250℃环境中进行预热的铸铁模具中，待铝硅合金熔体凝固并冷却后，开模具取出铸件，从而得到亚共晶铸造铝硅合金。