專利名稱：鋁－磷－銅中間合金及其制備方法
技術領域：
本發明屬金屬材料領域，涉及一種用于細化鋁-硅合金中初晶硅的鋁-磷-銅中間合金及其制備方法。
鋁-硅合金中的初晶硅只有經過細化后才能使此類合金具有應用價值。工業生產中一般采用加入磷的方法來細化初晶硅(亦稱變質處理)，主要是以赤磷、磷鹽或銅-磷中間合金等形式加入。但這些方法都存在著許多缺點赤磷的燃點低(240℃)，運送不安全，且變質時反應劇烈，產生大量的煙霧，從而嚴重地污染環境；磷鹽加入量大，效果不穩定，使用過程中也嚴重地污染環境；銅-磷中間合金加入到鋁合金中后易偏析，效果不穩定，而且價格高。為此，國內外在這方面開展了長期的探索和研究，試圖尋求一種理想的初晶硅細化方法。文獻(住友輕金屬技報，1987,1:1～6)和文獻(Light Metals,1993,815～820)報道了一種生產鋁-銅-磷中間合金的新工藝用粉末冶金法，將微細鋁粉與銅-磷中間合金粉末混合、冷壓并在真空中燒結，然后在一定溫度下擠壓成線材。該中間合金的化學成分(質量百分比)為銅46.1、磷3.9，其余為鋁。國內研究者(輕金屬，1997,7:50-53.)用熔鑄法將鋁和銅-磷合金熔化生產出鋁-銅-磷中間合金，該中間合金的化學成分(質量百分比)為銅17.1、磷0.35，其余為鋁。因中間合金中的含磷量太低，沒有工業應用價值。
由于磷在鋁中的溶解度很低，因此，國內外尚未見用熔鑄法生產含磷量超過0.35(質量百分比)的鋁-磷-銅中間合金的報導。
本發明鋁-磷-銅中間合金，其化學成分(質量百分比)為鋁90.0-97.0，磷2.0-6.0，銅0.5-5.0。
鋁-磷-銅中間合金的制備，是通過以下步驟實現的(1)首先按純鋁90～97％、磷化鋁2.3～11％、銅-磷中間合金0.6～5.5％的質量比稱取原料；(2)在熔煉爐中將純鋁熔化至900℃～1100℃，然后依次加入已稱取好的銅-磷中間合金和磷化鋁原料，迅速攪拌至反應完全；(3)直接澆注成錠或通過連鑄連軋設備制備成線材。
該中間合金具有加入量小，變質效果好、穩定和長效等優點，在加入量小于0.5％的情況下，可使鋁-硅合金中的初晶硅的尺寸由150μm以上細化到50μm以下。是一種新型高效的綠色變質劑。
下面給出本發明的一個最佳實例(1)首先按純鋁90％、磷化鋁7％、銅-磷中間合金3％的質量比稱取原料；(2)將工業純鋁熔化并升溫至1000℃，然后依次加入已稱取好的銅-磷中間合金和磷化鋁原料，迅速攪拌至反應完全；(3)直接澆注成錠或通過連鑄連軋設備制備成線材。
按照上述配比得到一種最佳成分的鋁-磷-銅中間合金，其化學成分(質量百分比)為磷3.5，銅0.3，其余為鋁。
權利要求
1．一種鋁-磷-銅中間合金，其特征在是，該中間合金的化學成分(質量百分比)為鋁90.0-97.0，磷2.0-6.0，銅0.5-5.0。
2．制備權利要求1所述鋁-磷-銅中間合金的方法，其特征是包括以下步驟(1)首先按純鋁90～97％、磷化鋁2.3～11％、銅-磷中間合金0.6～5.5％的質量百分比稱取原料；(2)在熔煉爐中將純鋁熔化至900℃～1100℃，然后依次加入已稱取好的銅-磷中間合金和磷化鋁原料，迅速攪拌至反應完全；(3)直接澆注成錠或通過連鑄連軋設備制備成線材。
全文摘要
本發明涉及一種用于細化鋁－硅合金中初晶硅的鋁－磷－銅中間合金及其制備方法。該中間合金的化學組成為鋁90.0－97.0，磷2.0－6.0，銅0.5－5.0。制備步驟是按比例準備好工業純鋁、磷化鋁和銅－磷中間合金等，在熔煉爐中將純鋁熔化升溫至900℃～1100℃，依次加入已稱取好的銅－磷中間合金和磷化鋁原料，迅速攪拌至完全反應，直接澆注成錠或連鑄連軋制成線材。在使用該中間合金過程中無污染，變質效果穩定、長效，可使鋁－硅合金中的初晶硅的尺寸由150μm以上細化到50μm以下。是一種新型高效的綠色變質劑。
文檔編號C22C21/02GK1317590SQ0110770
公開日2001年10月17日 申請日期2001年1月4日 優先權日2001年1月4日
發明者劉相法, 齊廣慧, 邊秀房, 楊志強 申請人:山東大學