一種鋁–釔–磷中間合金的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種鋁–釔–磷中間合金的制備方法。該制備方法，包括以下步驟：按照質(zhì)量百分比準(zhǔn)備原料：鋁-釔合金，鋁–磷中間合金 ，余量為工業(yè)純鋁；將鋁、鋁–磷中間合金、鋁–釔合金分別熔化；攪拌條件下將熔化后的鋁–磷中間合金、鋁–釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型。本發(fā)明采用先分別熔化然后再混合的方式制備鋁–釔–磷中間合金，從而使磷化釔粒子在加入到鋁-硅合金熔體中后，能夠與鋁熔體原位反應(yīng)生成磷化鋁，為初晶硅相提供了異質(zhì)形核襯底；同時釋放出釔元素，發(fā)揮對共晶硅相的變質(zhì)作用；可實(shí)現(xiàn)對共晶及過共晶鋁-硅合金內(nèi)硅相的高效雙重變質(zhì)，顯著提高合金的力學(xué)性能。
【專利說明】一種鋁-釔-磷中間合金的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域，特別涉及一種鋁-釔-磷中間合金的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用加磷的方法對共晶及過共晶鋁-硅系合金中的初晶硅進(jìn)行變質(zhì)處理，主要包括含赤磷粉的混合細(xì)化劑、磷鹽復(fù)合細(xì)化劑以及含磷中間合金。其中赤磷和磷鹽細(xì)化劑在使用過程中放出大量的五氧化二磷有毒氣體，嚴(yán)重地污染環(huán)境，并且磷燒損嚴(yán)重，吸收率極低，變質(zhì)效果不穩(wěn)定。
[0003]目前，應(yīng)用較廣泛的含磷中間合金主要包括以下幾種:銅-磷、鋁-銅-磷、鋁-鐵-磷、鋁-硅-磷、鋁-鋯-磷等中間合金。對于銅-磷中間合金而言，其熔點(diǎn)高，加入后難熔化，而且密度大，易產(chǎn)生沉淀偏析，變質(zhì)效果不穩(wěn)定，不適合電阻爐等靜置爐的使用。同時，該中間合金的使用增加了合金中的銅含量，從而限制了其在不要求含銅的鋁合金中的應(yīng)用。但是鋁-銅-磷、鋁-鐵-磷、鋁-硅-磷這三種鋁基中間合金，P均以AlP形式存在于中間合金體系中，由于AlP易于與空氣中的水蒸氣反應(yīng)而氧化、水解，從而導(dǎo)致中間合金中的磷含量在保存過程中逐步降低。申請?zhí)枮閆L200910016834.0的中國專利報(bào)道了一種鋁-鋯-磷中間合金及其制備方法，在該中間合金內(nèi)磷以磷化鋯的形式存在，其對共晶及過共晶鋁-硅合金具有良好的變質(zhì)、細(xì)化效果。但是其制備方法是將含有鋯元素的氟鹽加入到鋁液反應(yīng)，氟鹽與鋁液反應(yīng)過程中會腐蝕熔煉坩堝和工具，同時反應(yīng)過程中釋放出氟化物的有毒氣體和煙霧。
[0004]鋁-釔-磷中間合金中的P以磷化釔形式存在于中間合金體系中，而磷化釔粒子在加入到鋁-硅合金熔體中后，能夠與鋁熔體原位反應(yīng)生成磷化鋁，為初晶硅相提供了異質(zhì)形核襯底；同時釋放出釔元素，發(fā)揮對共晶硅相的變質(zhì)作用；可實(shí)現(xiàn)對共晶及過共晶鋁-硅合金內(nèi)硅相的高效雙重變質(zhì)，顯著提高合金的力學(xué)性能。與P以AlP形式存在的鋁基中間合金相比，鋁-釔-磷中間合金中的磷化釔性質(zhì)穩(wěn)定可以起到固磷作用；在鋁-釔-磷中間合金的存放過程中P的含量不會降低，因此在其使用過程中存在加入量少、細(xì)化效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種能使P以穩(wěn)定形式存在的鋁-釔-磷中間合金的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:
一種鋁-釔-磷中間合金的制備方法，包括以下步驟:
(O按照下述質(zhì)量百分比準(zhǔn)備原料:鋁-釔合金43.7-53.2%，鋁-磷中間合金41.5-51.6%，余量為工業(yè)純鋁；其中鋁-磷中間合金中鋁的質(zhì)量百分比為72.5%，磷的質(zhì)量百分比為7.5% ;鋁-釔合金中鋁的質(zhì)量百分比為50%，釔的質(zhì)量百分比為50% ；
(2)將鋁、鋁-磷中間合金、鋁-釔合金分別熔化；
(3)攪拌條件下將熔化后的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型。
[0007]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明采用先分別熔化然后再混合的方式制備鋁-釔-磷中間合金，從而使磷化釔粒子在加入到鋁-硅合金熔體中后，能夠與鋁熔體原位反應(yīng)生成磷化鋁，為初晶硅相提供了異質(zhì)形核襯底；同時釋放出釔元素，發(fā)揮對共晶硅相的變質(zhì)作用；可實(shí)現(xiàn)對共晶及過共晶鋁-硅合金內(nèi)硅相的高效雙重變質(zhì)，顯著提高合金的力學(xué)性能。保溫30分鐘條件下:本發(fā)明方法制備的鋁-釔-磷中間合金可使A390鋁合金中的初晶硅尺寸細(xì)化至20μπι以下，共晶硅相由原來的粗大針狀轉(zhuǎn)變?yōu)槎虠U狀或點(diǎn)蠕狀，合金的室溫抗拉強(qiáng)度(鑄態(tài)下)由未細(xì)化前的140MPa提高至190MPa。

【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
(1)按鋁-釔合金43.7%、鋁-磷中間合金41.5%、余量為工業(yè)純鋁的質(zhì)量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質(zhì)量百分比為72.5%，磷的質(zhì)量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質(zhì)量百分比為50%，釔的質(zhì)量百分比為50% ；
(2)分別將工業(yè)純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置于三個熔煉爐中熔化；然后在攪拌條件下將熔化后的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型?？梢詽茶T為錠、制備成線材或其他形狀。
[0009]實(shí)施例2
(1)按鋁-釔合金53.2%、鋁-磷中間合金41.5%、余量為工業(yè)純鋁的質(zhì)量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質(zhì)量百分比為72.5%，磷的質(zhì)量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質(zhì)量百分比為50%，釔的質(zhì)量百分比為50% ；
(2)分別將工業(yè)純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置于三個熔煉爐中熔化；然后在攪拌條件下將熔化后的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型?？梢詽茶T為錠、制備成線材或其他形狀。
[0010]實(shí)施例3
(1)按鋁-釔合金43.7%、鋁-磷中間合金51.6%、余量為工業(yè)純鋁的質(zhì)量百分比稱取原料；其中鋁-磷中間合金中鋁的質(zhì)量百分比為72.5%，磷的質(zhì)量百分比為7.5%;鋁-釔合金中鋁的質(zhì)量百分比為50%，釔的質(zhì)量百分比為50% ；
(2)分別將工業(yè)純鋁、鋁-釔合金鋁-磷中間合金置于三個熔煉爐中熔化；然后在攪拌條件下將熔化后的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型。可以澆鑄為錠、制備成線材或其他形狀。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁-釔-磷中間合金的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按照下述質(zhì)量百分比準(zhǔn)備原料:鋁-釔合金43.7-53.2%，鋁-磷中間合金41.5-51.6%，余量為工業(yè)純鋁；其中鋁-磷中間合金中鋁的質(zhì)量百分比為72.5%，磷的質(zhì)量百分比為7.5% ;鋁-釔合金中鋁的質(zhì)量百分比為50%，釔的質(zhì)量百分比為50% ； (2)將鋁、鋁-磷中間合金、鋁-釔合金分別熔化； (3)攪拌條件下將熔化后的鋁-磷中間合金、鋁-釔合金先后加入到熔化后的鋁中；攪拌均勻后澆注成型。
【文檔編號】C22C21/00GK104513909SQ201310446720
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】張飛來 申請人:張飛來