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CN107236873B - 一种铝合金细化变质处理的方法 - Google Patents

一种铝合金细化变质处理的方法 Download PDF

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CN107236873B CN201710650847.8A CN201710650847A CN107236873B CN 107236873 B CN107236873 B CN 107236873B CN 201710650847 A CN201710650847 A CN 201710650847A CN 107236873 B CN107236873 B CN 107236873B
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孙爱琴
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Hefei Tenver Precision Casting Co Ltd
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Abstract

本发明公开一种铝合金细化变质处理的方法，包括以下操作步骤：（1）将镧粉、氟化钡、纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至390‑420℃，保温5‑7小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；（3）将铝合金加热至融化状态，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，进行浇注，制得成品。本发明提供的铝合金细化变质处理的方法，操作简单，制得的铝合金成品，耐磨性能优异，与现有技术相比，其抗拉强度和延伸率获得了极大的提升。

Description

一种铝合金细化变质处理的方法
技术领域
本发明属于铝合金制备技术领域，具体涉及一种铝合金细化变质处理的方法。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。随着现代科技的发展，人们对铝合金的性能要求越来越高，能否获得细小均匀的微观组织成为控制产品性能优劣的关键因素，细化变质处理是改善其品质，提高其性能的重要途径，也是最常用和最有效的方法之一。目前A356铝合金经过细化变质处理后，其抗拉强度和延伸率，分别为250Mpa左右和6.2%左右，远不能满足一些领域对铝合金的强度需求，因此需要寻求一种性能更加优异的细化变质处理方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种铝合金细化变质处理的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的。
一种铝合金细化变质处理的方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将20-25份镧粉、10-14份氟化钡、90-100份纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；
（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至390-420℃，保温5-7小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；
（3）将铝合金加热至融化状态10-20min后，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，保温反应15-20min，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，保温反应20-30min，进行浇注，制得成品。
具体地，上述镧粉的纯度为99.5%，上述氟化钡的纯度为98.0%，上述纯铝的纯度为99.8%。
具体地，上述步骤（2）中通入的硅烷气体的压力为1×104Pa。
具体地，上述细化变质剂A的添加的重量为铝合金重量的0.9-1.3%，上述细化变质剂B的添加的重量为铝合金重量的1.7-2.4%。
由以上的技术方案可知，本发明的有益效果是：
本发明提供的铝合金细化变质处理的方法，操作简单，制得的铝合金成品，耐磨性能优异，与现有技术相比，其抗拉强度提高了50%以上，延伸率提高了60%以上，极大地增强了铝合金的性能，拓宽了其应用范围。其中，本发明提供的细化变质剂A，镧元素和钡元素对铝合金的组织有着极其优异的细化效果，其能使得的枝晶出现分枝熔断的现象，可使得铝合金中晶粒的尺寸细化到6μm以下，枝间臂间距减小为10μm以下，进而极大地提升了铝合金的抗拉强度和延伸率；将钛粉经过沉积硅处理后，一方面可有效的避免细化变质A和细化变质剂B发生聚集和偏析的现象，另一方面可提升Ti的包晶反应的程度，提升Ti的利用率，进而提升了细化的效果。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种铝合金细化变质处理的方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将20份镧粉、10份氟化钡、90份纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；
（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至390℃，保温5小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；
（3）将铝合金加热至融化状态10min后，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，保温反应15min，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，保温反应20min，进行浇注，制得成品。
具体地，上述镧粉的纯度为99.5%，上述氟化钡的纯度为98.0%，上述纯铝的纯度为99.8%。
具体地，上述步骤（2）中通入的硅烷气体的压力为1×104Pa。
具体地，上述细化变质剂A的添加的重量为铝合金重量的0.9%，上述细化变质剂B的添加的重量为铝合金重量的1.7%。
实施例2
一种铝合金细化变质处理的方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将23份镧粉、12份氟化钡、95份纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；
（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至410℃，保温6小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；
（3）将铝合金加热至融化状态15min后，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，保温反应17min，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，保温反应25min，进行浇注，制得成品。
具体地，上述镧粉的纯度为99.5%，上述氟化钡的纯度为98.0%，上述纯铝的纯度为99.8%。
具体地，上述步骤（2）中通入的硅烷气体的压力为1×104Pa。
具体地，上述细化变质剂A的添加的重量为铝合金重量的1.1%，上述细化变质剂B的添加的重量为铝合金重量的2.2%。
实施例3
一种铝合金细化变质处理的方法，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将25份镧粉、14份氟化钡、100份纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；
（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至420℃，保温7小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；
（3）将铝合金加热至融化状态20min后，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，保温反应20min，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，保温反应30min，进行浇注，制得成品。
具体地，上述镧粉的纯度为99.5%，上述氟化钡的纯度为98.0%，上述纯铝的纯度为99.8%。
具体地，上述步骤（2）中通入的硅烷气体的压力为1×104Pa。
具体地，上述细化变质剂A的添加的重量为铝合金重量的1.3%，上述细化变质剂B的添加的重量为铝合金重量的2.4%。
对比例1
不添加细化变质剂A，其余操作步骤与实施例1完全相同。
对比例2
不添加细化变质剂B，其余操作步骤与实施例2完全相同。
对比例3
不添加细化变质剂A和细化变质剂B，其余操作步骤与实施例1完全相同。
分别用各实施例和对比例的方法对A356铝合金进行细化变质处理，然后测试制得的铝合金的抗拉强度和延伸率，测试结果如表1所示：
表1 细化变质处理的铝合金的强度
项目 抗拉强度MPa 延伸率%
实施例1 381.24 10.1
对比例1 276.11 7.3
实施例2 385.77 10.4
对比例2 271.0 6.9
实施例3 388.2 11.0
对比例3 220.1 3.8
由表1可知，采用本发明提供的细化变质处理的方法，显著的提升了铝合金的各项力学性能，扩展了铝合金的应用范围。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (4)

1.一种铝合金细化变质处理的方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
（1）按重量份计，将20-25份镧粉、10-14份氟化钡、90-100份纯铝混合后，加热至铝完全熔化，强力搅拌后，冷却至室温，制得细化变质剂A；
（2）将钛粉放置在真空室内，向其中通入硅烷气体，将真空室内的温度加热至390-420℃，保温5-7小时后，结束反应，降至室温后，制得细化变质剂B；
（3）将铝合金加热至融化状态10-20min后，先向其中加入细化变质剂A，搅拌均匀后，保温反应15-20min，再向其中加入细化变质剂B，搅拌均匀后，保温反应20-30min，进行浇注，制得成品。
2.根据权利要求1中所述的一种铝合金细化变质处理的方法，其特征在于，上述镧粉的纯度为99.5%，上述氟化钡的纯度为98.0%，上述纯铝的纯度为99.8%。
3.根据权利要求1中所述的一种铝合金细化变质处理的方法，其特征在于，上述步骤（2）中通入的硅烷气体的压力为1×104Pa。
4.根据权利要求1中所述的一种铝合金细化变质处理的方法，其特征在于，上述细化变质剂A的添加的重量为铝合金重量的0.9-1.3%，上述细化变质剂B的添加的重量为铝合金重量的1.7-2.4%。
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