一种R14铝合金的变质剂及其变质方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310631910.5

申请日:

2013.11.29

公开号:

CN103589919A

公开日:

2014.02.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22C 21/04申请日:20131129|||公开

IPC分类号:

C22C21/04; B22D27/20

主分类号:

C22C21/04

申请人:

江苏苏中铝业有限公司; 哈尔滨工业大学

发明人:

阮志林; 贾爱民; 陈玉勇; 朱明冬; 花卫东; 陈善茂

地址:

225300 江苏省泰州市海陵区苏陈镇苏泰路853号

优先权:

专利代理机构:

哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109

代理人:

侯静

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内容摘要

一种R14铝合金的变质剂及其变质方法,本发明涉及变质剂及其变质方法。本发明要解决现有变质剂存在使R14铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗大,使R14铝合金力学性能低,产生有毒气体,污染环境的问题。本发明的一种R14铝合金的变质剂由Cu-14P与Al-10RE组成,本发明的一种R14铝合金的变质剂的变质方法:一、熔炼;二、精炼;三、加入Cu-14P;四、加入Al-10RE;五、浇注及铸锭,即得到变质后的R14铝合金。优点:使R14铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织细化,合金力学性能提高,无毒。本发明主要用于一种R14铝合金的变质剂及其变质方法。

权利要求书

权利要求书
1.  一种R14铝合金的变质剂,其特征在于一种R14铝合金的变质剂由Cu-14P与Al-10RE组成;所述的R14铝合金与Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);所述的R14铝合金与Al-10RE的质量比为1:(2~13)。

2.  权利要求1所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于一种R14铝合金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行:
一、熔炼:在熔炼温度为720℃~750℃下,将R14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体;
二、精炼:在温度为720℃~750℃下,将六氯乙烷分3次~5次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为720℃~750℃下精炼保温10min~20min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为1:(0.006~0.01);
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为760℃~850℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃~850℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤三中所述的Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从760℃~850℃降温至730℃~830℃,并在熔炼温度为730℃~830℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为730℃~830℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤四中所述的Al-10RE的质量比为1:(2~13);
五、浇注及铸锭:将浇注模具预热到200℃~250℃,然后将温度为700℃~740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。

3.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤一中在熔炼温度为720℃~740℃下,将R14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体。

4.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤一中所述的R14铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为1:(0.006~0.009)。

5.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤二中在温度为720℃~740℃下,将六氯乙烷分3次~4次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为720℃~740℃下精炼保温10min~15min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体。

6.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤 一中所述的R14铝合金与步骤三中所述的Cu-14P的质量比为1:(0.28~0.86)。

7.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤三中在熔炼温度为760℃~840℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃~840℃下保温5min~25min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体。

8.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤一中所述的R14铝合金与步骤四中所述的Al-10RE的质量比为1:(2~12)。

9.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤四中将熔炼温度从760℃~840℃降温至730℃~820℃,并在熔炼温度为730℃~820℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为730℃~820℃下保温5min~25min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体。

10.  根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于步骤五中将浇注模具预热到200℃~240℃,然后将温度为700℃~740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。

说明书

说明书一种R14铝合金的变质剂及其变质方法
技术领域
本发明涉及变质剂及其变质方法。
背景技术
R14铝合金是一种过共晶型Al-Si合金,具有热膨胀系数小、比重低、耐磨耐蚀性好和良好的导热性等优点,被广泛应用于压铸行业。未变质R14铝合金组织中初晶硅颗粒十分粗大,共晶硅相为长针状,导致合金机械性能下降,抗拉强度为200MPa~220MP,延伸率为0.5%~0.8%,另外硅相形态和分布也对性能有影响。因此,必须对R14合金进行变质处理,改善初晶硅和共晶硅形态并细化,从而提高R14合金的力学性能。
对R14铝合金中的初晶硅有变质作用的元素有P、S、As等,其中,工业上应用最广泛的是P变质剂。微量P的加入,可以使初晶硅尺寸减小,分布均匀,由板片状或多角状等不规则的形状变为规则形状。含P变质剂有许多种,如赤磷、磷盐和含磷中间合金等。加入少量的赤磷或磷盐便具有较好的变质效果,而且成本低,添加方式简单。但是在变质过程中会产生大量有毒气体,严重环境污染。
综上所述,现有变质剂存在使R14铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗大,使R14铝合金力学性能低,抗拉强度为200MPa~220MPa,延伸率为0.5%~0.8%,产生有毒气体,污染环境的问题。
发明内容
本发明要解决现有变质剂存在使R14铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗大,使R14铝合金力学性能低,产生有毒气体,污染环境的问题,而提供一种R14铝合金的变质剂及其变质方法。
本发明的一种R14铝合金的变质剂,其特征在于一种R14铝合金的变质剂由Cu-14P与Al-10RE组成;所述的R14铝合金与Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);所述的R14铝合金与Al-10RE的质量比为1:(2~13)。
本发明的一种R14铝合金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行:
一、熔炼:在熔炼温度为720℃~750℃下,将R14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体;
二、精炼:在温度为720℃~750℃下,将六氯乙烷分3次~5次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为720℃~750℃下精炼保温10min~20min,最后去除R14铝合 金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为1:(0.006~0.01);
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为760℃~850℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃~850℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤三中所述的Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从760℃~850℃降温至730℃~830℃,并在熔炼温度为730℃~830℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为730℃~830℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤四中所述的Al-10RE的质量比为1:(2~13);
五、浇注及铸锭:将浇注模具预热到200℃~250℃,然后将温度为700℃~740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。
本发明的有益效果是:(1)采用本发明变质方法,能够使R14合金组织中粗大板块状初晶硅和长针片状共晶硅细化,稀土元素不仅使针片状的共晶硅片细化成短杆状或粒状,而且还使初晶硅的尺寸稍有减小,此外稀土在铝液中能形成含稀土的金属间化合物,在熔体结晶时作为外来的结晶晶核,从而使合金的组织细化,所以稀土元素(如La、Ce等)是铸造Al-Si合金的优良变质剂,它适用于亚共晶、共晶、过共晶Al-Si合金的变质处理;(2)提高合金力学性能,抗拉强度为260MPa~275MPa,延伸率为2%~2.4%;(3)无毒,工艺简单:本发明的优点是直接采用了工业中常用的Al-10RE中间合金,变质剂易于获得,无需特殊工艺制备合成,节省了成本,工艺简单,使用方法容易,不需要增加专用的辅助设备,使用过程便于工业操作。
本发明用于一种R14铝合金的变质剂及其变质方法。
附图说明
图1是R14铝合金未经变质时的金相组织照片;
图2是实施例一方法变质的R14合金的金相组织照片;
图3是实施例二方法变质的R14合金的金相组织照片;
图4是实施例三方法变质的R14合金的金相组织照片。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式的一种R14铝合金的变质剂,其特征在于一种R14铝 合金的变质剂由Cu-14P与Al-10RE组成;所述的R14铝合金与Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);所述的R14铝合金与Al-10RE的质量比为1:(2~13)。
具体实施方式二:本实施方式所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,其特征在于一种R14铝合金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行:
一、熔炼:在熔炼温度为720℃~750℃下,将R14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体;
二、精炼:在温度为720℃~750℃下,将六氯乙烷分3次~5次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为720℃~750℃下精炼保温10min~20min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为1:(0.006~0.01);
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为760℃~850℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃~850℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤三中所述的Cu-14P的质量比为1:(0.2~0.86);
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从760℃~850℃降温至730℃~830℃,并在熔炼温度为730℃~830℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为730℃~830℃下保温5min~30min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
步骤一中所述的R14铝合金与步骤四中所述的Al-10RE的质量比为1:(2~13);
五、浇注及铸锭:将浇注模具预热到200℃~250℃,然后将温度为700℃~740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。
本具体实施方式步骤二中六氯乙烷作为精炼剂使用,目的是除去R14铝合金熔体中的气体及杂质。
本实施方式的有益效果是:(1)采用本发明变质方法,能够使R14合金组织中粗大板块状初晶硅和长针片状共晶硅细化,稀土元素不仅使针片状的共晶硅片细化成短杆状或粒状,而且还使初晶硅的尺寸稍有减小,此外稀土在铝液中能形成含稀土的金属间化合物,在熔体结晶时作为外来的结晶晶核,从而使合金的组织细化,所以稀土元素(如La、Ce等)是铸造Al-Si合金的优良变质剂,它适用于亚共晶、共晶、过共晶Al-Si合金的变质处理;(2)提高合金力学性能,抗拉强度为260MPa~275MPa,延伸率为2%~2.4%;(3)无毒,工艺简单:本发明的优点是直接采用了工业中常用的Al-10RE中间合金,变质剂易 于获得,无需特殊工艺制备合成,节省了成本,工艺简单,使用方法容易,不需要增加专用的辅助设备,使用过程便于工业操作。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式二不同的是:步骤一中在熔炼温度为720℃~740℃下,将R14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式二或三之一不同的是:步骤一中所述的R14铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为1:(0.006~0.009)。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是:步骤二中在温度为720℃~740℃下,将六氯乙烷分3次~4次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为720℃~740℃下精炼保温10min~15min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体。其它与具体实施方式二至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是:步骤一中所述的R14铝合金与步骤三中所述的Cu-14P的质量比为1:(0.28~0.86)。其它与具体实施方式二至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是:步骤三中在熔炼温度为760℃~840℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃~840℃下保温5min~25min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体。其它与具体实施方式二至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是:步骤一中所述的R14铝合金与步骤四中所述的Al-10RE的质量比为1:(2~12)。其它与具体实施方式二至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是:步骤四中将熔炼温度从760℃~840℃降温至730℃~820℃,并在熔炼温度为730℃~820℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为730℃~820℃下保温5min~25min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体。其它与具体实施方式二至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式二至九之一不同的是:步骤五中将浇注模具预热到200℃~240℃,然后将温度为700℃~740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。其它与具体实施方式二至九 相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
本实施例所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、熔炼:在熔炼温度为740℃下,将1000gR14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体;
二、精炼:在温度为740℃下,将7.5g六氯乙烷分3次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为740℃下精炼保温10min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为780℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入0.43gCu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为780℃下保温25min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体;
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从780℃降温至760℃,并在熔炼温度为760℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入40g Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为760℃下保温25min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
五、将浇注模具预热到200℃,然后将温度为720℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。
实施例一方法变质的R14合金的金相组织照片如图2所示,R14铝合金未经变质时的金相组织照片如图1所示,可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较,变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化,初晶硅尺寸减小到23μm,棱角圆滑,共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到263Mpa。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,延伸率由原始材料的0.7%提高到2.2%。
实施例二:
本实施例所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、熔炼:在熔炼温度为740℃下,将1000gR14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金 熔体;
二、精炼:在温度为740℃下,将7.5g六氯乙烷分3次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为740℃下精炼保温10min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为800℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入0.57gCu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为800℃下保温20min,得到加入Cu-14P的R14铝合金熔体;
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从800℃降温至780℃,并在熔炼温度为780℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入60g Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为780℃下保温20min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
五、将浇注模具预热到200℃,然后将温度为720℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。
实施例二方法变质的R14合金的金相组织照片如图3所示,R14铝合金未经变质时的金相组织照片如图1所示,可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较,变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化,初晶硅尺寸减小到23μm,棱角圆滑,共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到271Mpa。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,延伸率由原始材料的0.7%提高到2.3%。
实施例三:
本实施例所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法,具体是按照以下步骤进行的:
一、熔炼:在熔炼温度为740℃下,将1000gR14铝合金融化搅拌,得到R14铝合金熔体;
二、精炼:在温度为740℃下,将7.5g六氯乙烷分3次加至R14铝合金熔体中,搅拌均匀,然后在温度为740℃下精炼保温10min,最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣,得到精炼后的R14铝合金熔体;
三、加入Cu-14P:在熔炼温度为820℃下,向精炼后的R14铝合金熔体中加入0.57gCu-14P,搅拌均匀,并在熔炼温度为820℃下保温20min,得到加入Cu-14P的R14 铝合金熔体;
四、加入Al-10RE:将熔炼温度从820℃降温至780℃,并在熔炼温度为780℃下,向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入80g Al-10RE,搅拌均匀,并在熔炼温度为780℃下保温15min,得到加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体;
五、将浇注模具预热到200℃,然后将温度为740℃的加入Cu-14P和Al-10RE的R14铝合金熔体浇注,铸锭,即得到变质后的R14铝合金。
实施例二方法变质的R14合金的金相组织照片如图3所示,R14铝合金未经变质时的金相组织照片如图1所示,可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较,变质处理后的R14铝合金的显微金相组织发生了明显的变化,初晶硅尺寸减小到23μm,棱角圆滑,共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,抗拉强度由原始铸锭的212MPa提高到268Mpa。
本实施例方法变质的R14合金经电子万能材料试验机测试可知,延伸率由原始材料的0.7%提高到2.1%。

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1、(10)申请公布号 CN 103589919 A (43)申请公布日 2014.02.19 CN 103589919 A (21)申请号 201310631910.5 (22)申请日 2013.11.29 C22C 21/04(2006.01) B22D 27/20(2006.01) (71)申请人 江苏苏中铝业有限公司 地址 225300 江苏省泰州市海陵区苏陈镇苏 泰路 853 号 申请人 哈尔滨工业大学 (72)发明人 阮志林 贾爱民 陈玉勇 朱明冬 花卫东 陈善茂 (74)专利代理机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 侯静 (54) 发明名称 一种 R14 铝合金的。

2、变质剂及其变质方法 (57) 摘要 一种 R14 铝合金的变质剂及其变质方法, 本 发明涉及变质剂及其变质方法。本发明要解决现 有变质剂存在使 R14 铝合金的板块初晶硅和长 针片状共晶硅组织粗大, 使 R14 铝合金力学性能 低, 产生有毒气体, 污染环境的问题。本发明的一 种 R14 铝合金的变质剂由 Cu-14P 与 Al-10RE 组 成, 本发明的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方 法 : 一、 熔炼 ; 二、 精炼 ; 三、 加入 Cu-14P ; 四、 加入 Al-10RE ; 五、 浇注及铸锭, 即得到变质后的 R14 铝 合金。 优点 : 使R14铝合金的板块初晶硅和长针片。

3、 状共晶硅组织细化, 合金力学性能提高, 无毒。本 发明主要用于一种 R14 铝合金的变质剂及其变质 方法。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103589919 A CN 103589919 A 1/2 页 2 1. 一种 R14 铝合金的变质剂, 其特征在于一种 R14 铝合金的变质剂由 Cu-14P 与 Al-10RE 组成 ; 所述的 R14 铝合金与 Cu-14P 的质量比为 1:(0.2 0.86) ; 所述的 R14 。

4、铝合 金与 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13)。 2. 权利要求 1 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于一种 R14 铝合 金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行 : 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 720 750下, 将 R14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合金熔 体 ; 二、 精炼 : 在温度为 720 750下, 将六氯乙烷分 3 次 5 次加至 R14 铝合金熔体 中, 搅拌均匀, 然后在温度为 720 750下精炼保温 10min 20min, 最后去除 R14 铝合 金熔体表面的浮渣, 得到精炼后的 R14 铝合金熔体 ; 步骤一中所述的 R14。

5、 铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为 1:(0.006 0.01) ; 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 760 850下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中加入 Cu-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 760 850下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体 ; 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤三中所述的 Cu-14P 的质量比为 1:(0.2 0.86) ; 四、 加入 Al-10RE : 将熔炼温度从 760 850降温至 730 830, 并在熔炼温度 为730830下, 向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10R。

6、E, 搅拌均匀, 并在熔炼 温度为 730 830下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔 体 ; 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤四中所述的 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13) ; 五、 浇注及铸锭 : 将浇注模具预热到 200 250, 然后将温度为 700 740的加 入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R14 铝合金。 3. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤一中 在熔炼温度为 720 740下, 将 R14 铝合金。

7、融化搅拌, 得到 R14 铝合金熔体。 4. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤一中 所述的 R14 铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为 1:(0.006 0.009)。 5. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤二中 在温度为 720 740下, 将六氯乙烷分 3 次 4 次加至 R14 铝合金熔体中, 搅拌均匀, 然 后在温度为 720 740下精炼保温 10min 15min, 最后去除 R14 铝合金熔体表面的浮 渣, 得到精炼后的 R14 铝合金熔体。 6. 根据权利要求 2 所述的一种 。

8、R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤一中 所述的 R14 铝合金与步骤三中所述的 Cu-14P 的质量比为 1:(0.28 0.86)。 7. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤三中 在熔炼温度为760840下, 向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P, 搅拌均匀, 并在 熔炼温度为 760 840下保温 5min 25min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体。 8. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤一中 所述的 R14 铝合金与步骤四中所述的 Al-10RE 的质。

9、量比为 1:(2 12)。 9. 根据权利要求 2 所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤四中 权 利 要 求 书 CN 103589919 A 2 2/2 页 3 将熔炼温度从 760 840降温至 730 820, 并在熔炼温度为 730 820下, 向 加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体中加入 Al-10RE, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 730 820 下保温 5min 25min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体。 10.根据权利要求2所述的一种R14铝合金的变质剂的变质方法, 其特征在于步骤五中 将浇注模具预热到 。

10、200 240, 然后将温度为 700 740的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R14 铝合金。 权 利 要 求 书 CN 103589919 A 3 1/6 页 4 一种 R14 铝合金的变质剂及其变质方法 技术领域 0001 本发明涉及变质剂及其变质方法。 背景技术 0002 R14 铝合金是一种过共晶型 Al-Si 合金, 具有热膨胀系数小、 比重低、 耐磨耐蚀性 好和良好的导热性等优点, 被广泛应用于压铸行业。未变质 R14 铝合金组织中初晶硅颗粒 十分粗大, 共晶硅相为长针状, 导致合金机械性能下降, 抗拉强度为 200M。

11、Pa 220MP, 延伸 率为 0.5% 0.8%, 另外硅相形态和分布也对性能有影响。因此, 必须对 R14 合金进行变质 处理, 改善初晶硅和共晶硅形态并细化, 从而提高 R14 合金的力学性能。 0003 对 R14 铝合金中的初晶硅有变质作用的元素有 P、 S、 As 等, 其中, 工业上应用最广 泛的是 P 变质剂。微量 P 的加入, 可以使初晶硅尺寸减小, 分布均匀, 由板片状或多角状等 不规则的形状变为规则形状。含 P 变质剂有许多种, 如赤磷、 磷盐和含磷中间合金等。加入 少量的赤磷或磷盐便具有较好的变质效果, 而且成本低, 添加方式简单。 但是在变质过程中 会产生大量有毒气体。

12、, 严重环境污染。 0004 综上所述, 现有变质剂存在使 R14 铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组织粗 大, 使 R14 铝合金力学性能低, 抗拉强度为 200MPa 220MPa, 延伸率为 0.5% 0.8%, 产生 有毒气体, 污染环境的问题。 发明内容 0005 本发明要解决现有变质剂存在使 R14 铝合金的板块初晶硅和长针片状共晶硅组 织粗大, 使R14铝合金力学性能低, 产生有毒气体, 污染环境的问题, 而提供一种R14铝合金 的变质剂及其变质方法。 0006 本发明的一种 R14 铝合金的变质剂, 其特征在于一种 R14 铝合金的变质剂由 Cu-14P与Al-10RE组成 。

13、; 所述的R14铝合金与Cu-14P的质量比为1:(0.20.86) ; 所述的 R14 铝合金与 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13)。 0007 本发明的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行 : 0008 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 720 750下, 将 R14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合 金熔体 ; 0009 二、 精炼 : 在温度为 720 750下, 将六氯乙烷分 3 次 5 次加至 R14 铝合金熔 体中, 搅拌均匀, 然后在温度为 720 750下精炼保温 10min 20min, 最后去除 R14 铝 合金熔体表面的浮渣, 得到精炼后的 。

14、R14 铝合金熔体 ; 0010 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为 1:(0.006 0.01) ; 0011 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 760 850下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中 加入 Cu-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 760 850下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体 ; 说 明 书 CN 103589919 A 4 2/6 页 5 0012 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤三中所述的 Cu-14P 的质量比为 1:(0.2 0.86) ; 0013 四、 加入 Al-10R。

15、E : 将熔炼温度从 760 850降温至 730 830, 并在熔炼 温度为730830下, 向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE, 搅拌均匀, 并在 熔炼温度为 730 830下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合 金熔体 ; 0014 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤四中所述的 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13) ; 0015 五、 浇注及铸锭 : 将浇注模具预热到 200 250, 然后将温度为 700 740 的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变。

16、质后的 R14 铝合金。 0016 本发明的有益效果是 :(1) 采用本发明变质方法, 能够使 R14 合金组织中粗大板 块状初晶硅和长针片状共晶硅细化, 稀土元素不仅使针片状的共晶硅片细化成短杆状或粒 状, 而且还使初晶硅的尺寸稍有减小, 此外稀土在铝液中能形成含稀土的金属间化合物, 在 熔体结晶时作为外来的结晶晶核, 从而使合金的组织细化, 所以稀土元素 ( 如 La、 Ce 等 ) 是 铸造 Al-Si 合金的优良变质剂, 它适用于亚共晶、 共晶、 过共晶 Al-Si 合金的变质处理 ;(2) 提高合金力学性能, 抗拉强度为 260MPa 275MPa, 延伸率为 2% 2.4% ;(3。

17、) 无毒, 工艺简 单 : 本发明的优点是直接采用了工业中常用的 Al-10RE 中间合金, 变质剂易于获得, 无需特 殊工艺制备合成, 节省了成本, 工艺简单, 使用方法容易, 不需要增加专用的辅助设备, 使用 过程便于工业操作。 0017 本发明用于一种 R14 铝合金的变质剂及其变质方法。 附图说明 0018 图 1 是 R14 铝合金未经变质时的金相组织照片 ; 0019 图 2 是实施例一方法变质的 R14 合金的金相组织照片 ; 0020 图 3 是实施例二方法变质的 R14 合金的金相组织照片 ; 0021 图 4 是实施例三方法变质的 R14 合金的金相组织照片。 具体实施方式。

18、 0022 具体实施方式一 : 本实施方式的一种 R14 铝合金的变质剂, 其特征在于一种 R14 铝合金的变质剂由 Cu-14P 与 Al-10RE 组成 ; 所述的 R14 铝合金与 Cu-14P 的质量比为 1:(0.2 0.86) ; 所述的 R14 铝合金与 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13)。 0023 具体实施方式二 : 本实施方式所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 其特 征在于一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法是按以下步骤进行 : 0024 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 720 750下, 将 R14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合 金熔体 ; 。

19、0025 二、 精炼 : 在温度为 720 750下, 将六氯乙烷分 3 次 5 次加至 R14 铝合金熔 体中, 搅拌均匀, 然后在温度为 720 750下精炼保温 10min 20min, 最后去除 R14 铝 合金熔体表面的浮渣, 得到精炼后的 R14 铝合金熔体 ; 0026 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为 1:(0.006 0.01) ; 说 明 书 CN 103589919 A 5 3/6 页 6 0027 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 760 850下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中 加入 Cu-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温。

20、度为 760 850下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体 ; 0028 步骤一中所述的 R14 铝合金与步骤三中所述的 Cu-14P 的质量比为 1:(0.2 0.86) ; 0029 四、 加入 Al-10RE : 将熔炼温度从 760 850降温至 730 830, 并在熔炼 温度为730830下, 向加入Cu-14P的R14铝合金熔体中加入Al-10RE, 搅拌均匀, 并在 熔炼温度为 730 830下保温 5min 30min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合 金熔体 ; 0030 步骤一中所述的 R14 铝合金与。

21、步骤四中所述的 Al-10RE 的质量比为 1:(2 13) ; 0031 五、 浇注及铸锭 : 将浇注模具预热到 200 250, 然后将温度为 700 740 的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R14 铝合金。 0032 本具体实施方式步骤二中六氯乙烷作为精炼剂使用, 目的是除去 R14 铝合金熔体 中的气体及杂质。 0033 本实施方式的有益效果是 :(1) 采用本发明变质方法, 能够使 R14 合金组织中粗大 板块状初晶硅和长针片状共晶硅细化, 稀土元素不仅使针片状的共晶硅片细化成短杆状或 粒状, 而且还使初晶硅的尺寸稍有减。

22、小, 此外稀土在铝液中能形成含稀土的金属间化合物, 在熔体结晶时作为外来的结晶晶核, 从而使合金的组织细化, 所以稀土元素 ( 如 La、 Ce 等 ) 是铸造 Al-Si 合金的优良变质剂, 它适用于亚共晶、 共晶、 过共晶 Al-Si 合金的变质处理 ; (2) 提高合金力学性能, 抗拉强度为 260MPa 275MPa, 延伸率为 2% 2.4% ;(3) 无毒, 工艺 简单 : 本发明的优点是直接采用了工业中常用的 Al-10RE 中间合金, 变质剂易于获得, 无需 特殊工艺制备合成, 节省了成本, 工艺简单, 使用方法容易, 不需要增加专用的辅助设备, 使 用过程便于工业操作。 00。

23、34 具体实施方式三 : 本实施方式与具体实施方式二不同的是 : 步骤一中在熔炼温度 为 720 740下, 将 R14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合金熔体。其它与具体实施方式 二相同。 0035 具体实施方式四 : 本实施方式与具体实施方式二或三之一不同的是 : 步骤一中所 述的 R14 铝合金与步骤二中所述的六氯乙烷的质量比为 1:(0.006 0.009)。其它与具体 实施方式二或三相同。 0036 具体实施方式五 : 本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是 : 步骤二中在 温度为 720 740下, 将六氯乙烷分 3 次 4 次加至 R14 铝合金熔体中, 搅拌均匀, 然后。

24、 在温度为720740下精炼保温10min15min, 最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣, 得到精炼后的 R14 铝合金熔体。其它与具体实施方式二至四相同。 0037 具体实施方式六 : 本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是 : 步骤一中所 述的 R14 铝合金与步骤三中所述的 Cu-14P 的质量比为 1:(0.28 0.86)。其它与具体实施 方式二至五相同。 0038 具体实施方式七 : 本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是 : 步骤三中在 熔炼温度为760840下, 向精炼后的R14铝合金熔体中加入Cu-14P, 搅拌均匀, 并在熔 炼温度为 760 840下保温 5mi。

25、n 25min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体。其它 说 明 书 CN 103589919 A 6 4/6 页 7 与具体实施方式二至六相同。 0039 具体实施方式八 : 本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是 : 步骤一中所 述的 R14 铝合金与步骤四中所述的 Al-10RE 的质量比为 1:(2 12)。其它与具体实施方式 二至七相同。 0040 具体实施方式九 : 本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是 : 步骤四中将 熔炼温度从 760 840降温至 730 820, 并在熔炼温度为 730 820下, 向加 入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体中加入。

26、 Al-10RE, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 730 820下 保温 5min 25min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体。其它与具体实施方式 二至八相同。 0041 具体实施方式十 : 本实施方式与具体实施方式二至九之一不同的是 : 步骤五中将 浇注模具预热到 200 240, 然后将温度为 700 740的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的R14铝合金。 其它与具体实施方式二至九相同。 0042 采用以下实施例验证本发明的有益效果 : 0043 实施例一 : 0044 本实施例所述的一种 R14。

27、 铝合金的变质剂的变质方法, 具体是按照以下步骤进行 的 : 0045 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 740下, 将 1000gR14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合金 熔体 ; 0046 二、 精炼 : 在温度为 740下, 将 7.5g 六氯乙烷分 3 次加至 R14 铝合金熔体中, 搅 拌均匀, 然后在温度为740下精炼保温10min, 最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣, 得到 精炼后的 R14 铝合金熔体 ; 0047 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 780下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中加入 0.43gCu-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 780下保温。

28、 25min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合 金熔体 ; 0048 四、 加入Al-10RE : 将熔炼温度从780降温至760, 并在熔炼温度为760下, 向 加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体中加入 40g Al-10RE, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 760下保 温 25min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体 ; 0049 五、 将浇注模具预热到 200, 然后将温度为 720的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R14 铝合金。 0050 实施例一方法变质的 R14 合金。

29、的金相组织照片如图 2 所示, R14 铝合金未经变质 时的金相组织照片如图1所示, 可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较, 变质处理 后的 R14 铝合金的显微金相组织发生了明显的变化, 初晶硅尺寸减小到 23m, 棱角圆滑, 共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。 0051 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 抗拉强度由原始 铸锭的 212MPa 提高到 263Mpa。 0052 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 延伸率由原始材 料的 0.7% 提高到 2.2%。 0053 实施例二 : 0054 本实施例所述的一种 R14 铝。

30、合金的变质剂的变质方法, 具体是按照以下步骤进行 说 明 书 CN 103589919 A 7 5/6 页 8 的 : 0055 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 740下, 将 1000gR14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合金 熔体 ; 0056 二、 精炼 : 在温度为 740下, 将 7.5g 六氯乙烷分 3 次加至 R14 铝合金熔体中, 搅 拌均匀, 然后在温度为740下精炼保温10min, 最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣, 得到 精炼后的 R14 铝合金熔体 ; 0057 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 800下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中加入 0.57。

31、gCu-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 800下保温 20min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合 金熔体 ; 0058 四、 加入Al-10RE : 将熔炼温度从800降温至780, 并在熔炼温度为780下, 向 加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体中加入 60g Al-10RE, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 780下保 温 20min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体 ; 0059 五、 将浇注模具预热到 200, 然后将温度为 720的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R。

32、14 铝合金。 0060 实施例二方法变质的 R14 合金的金相组织照片如图 3 所示, R14 铝合金未经变质 时的金相组织照片如图1所示, 可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较, 变质处理 后的 R14 铝合金的显微金相组织发生了明显的变化, 初晶硅尺寸减小到 23m, 棱角圆滑, 共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。 0061 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 抗拉强度由原始 铸锭的 212MPa 提高到 271Mpa。 0062 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 延伸率由原始材 料的 0.7% 提高到 2.3%。 006。

33、3 实施例三 : 0064 本实施例所述的一种 R14 铝合金的变质剂的变质方法, 具体是按照以下步骤进行 的 : 0065 一、 熔炼 : 在熔炼温度为 740下, 将 1000gR14 铝合金融化搅拌, 得到 R14 铝合金 熔体 ; 0066 二、 精炼 : 在温度为 740下, 将 7.5g 六氯乙烷分 3 次加至 R14 铝合金熔体中, 搅 拌均匀, 然后在温度为740下精炼保温10min, 最后去除R14铝合金熔体表面的浮渣, 得到 精炼后的 R14 铝合金熔体 ; 0067 三、 加入 Cu-14P : 在熔炼温度为 820下, 向精炼后的 R14 铝合金熔体中加入 0.57gC。

34、u-14P, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 820下保温 20min, 得到加入 Cu-14P 的 R14 铝合 金熔体 ; 0068 四、 加入Al-10RE : 将熔炼温度从820降温至780, 并在熔炼温度为780下, 向 加入 Cu-14P 的 R14 铝合金熔体中加入 80g Al-10RE, 搅拌均匀, 并在熔炼温度为 780下保 温 15min, 得到加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体 ; 0069 五、 将浇注模具预热到 200, 然后将温度为 740的加入 Cu-14P 和 Al-10RE 的 R14 铝合金熔体浇注, 铸锭, 即得到变质后的 R14。

35、 铝合金。 0070 实施例二方法变质的 R14 合金的金相组织照片如图 3 所示, R14 铝合金未经变质 说 明 书 CN 103589919 A 8 6/6 页 9 时的金相组织照片如图1所示, 可知与R14铝合金未经变质时的金相组织相比较, 变质处理 后的 R14 铝合金的显微金相组织发生了明显的变化, 初晶硅尺寸减小到 23m, 棱角圆滑, 共晶硅由针状转变为短棒状和颗粒状。 0071 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 抗拉强度由原始 铸锭的 212MPa 提高到 268Mpa。 0072 本实施例方法变质的 R14 合金经电子万能材料试验机测试可知, 延伸率由原始材 料的 0.7% 提高到 2.1%。 说 明 书 CN 103589919 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103589919 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103589919 A 11 。

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