一種含Bi過共晶Al-Si合金及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種含Bi過共晶Al-Si合金及其制備方法。一種含Bi過共晶Al-Si合金，各組分按重量份數表示為：74～78重量份的鋁，19～20重量份的硅和3～6重量份的鉍。一種含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法：a、在905～915℃下，向電阻爐內加入74～78重量份的鋁錠，再向電阻爐內加入19～20重量份的結晶硅，保溫獲得鋁硅熔體；b、在795～805℃下，再向電阻爐加入3～6重量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，形成鋁硅鉍熔體；c、在755～765℃下，將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂型外部設有交變磁場，即得含Bi過共晶Al-Si合金。本發明的有益效果是：加入一定量的金屬鉍和施加了電磁攪拌處理，優化了過共晶Al-Si合金內部的金相結構，改善過共晶Al-Si合金的綜合力學性能。
【專利說明】一種含Bi過共晶AI-Si合金及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于合金材料領域，特別涉及一種含Bi過共晶Al-Si合金及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在鋁硅合金材料中，當硅含量較低時（如0. 7% )，鋁硅合金的延展性較好，常用來 做變形合金；當硅含量較高時（如7% )，鋁硅合金熔體的填充性較好，常用來做鑄造合金。 當硅含量超過Al-Si共晶點（硅12. 6%)后形成的合金稱之為過共晶Al-Si合金，過共晶 Al-Si合金具有耐熱耐磨性好、比強度高以及熱膨脹系數低等優點，是一種理想的輕質耐磨 材料。但是在過共晶Al-Si合金中，硅顆粒最高可達14. 5 %?25 %，過共晶Al-Si合金的耐 磨性與合金中初晶硅平均尺寸密切相關，隨著初晶硅平均尺寸的增大，耐磨性逐漸變差。因 此需要加入一定量Ni，CU，Mg等元素制成的合金變質能改善其綜合力學性能。中國專利公 開號CN101457318A中公開了一種含18?25% Si的高硅鋁合金缸套材料，合金中Fe、Mn、 Ni元素含量分別為3. 5?6. 0%、0. 5?I. 5%、1?2%，其形成的金屬間化合物細小、均勻， 雖然對提高合金耐磨性能有益，但在改善合金的成形工藝及變形加工性能方面有一定的難 度。此外，該方法要獲得細小耐磨富Fe相，需米用噴射沉積工藝，設備昂貴，成本較尚。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種克服現有技術中存在的不足，提供一種具有良好的金 相結構并且具有良好耐磨性能的過共晶Al-Si合金及其制備方法。
[0004] 為實現上述目的，本發明包括如下的技術方案：
[0005] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：74?78重量份 的鋁，19?20重量份的硅和3?6重量份的鉍。
[0006] 一種用于制造如權利要求1所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下 步驟：
[0007] a、預熱電阻爐，使其溫度達到905?915°C，向電阻爐內加入74?78重量份的鋁 錠，待鋁錠完全恪化后，再向電阻爐內加入19?20重量份的結晶娃，待結晶娃完全溶化后， 保溫18?22min，獲得鋁硅熔體；
[0008] b、使電阻爐內爐溫降至795?805 °C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加 入3?6重量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出 電阻爐內的空氣，保溫8?12min，形成鋁硅鉍熔體；
[0009] c、將電阻爐內鋁硅鉍熔體的溫度降至755?765°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中， 在砂型外部設有交變磁場，施加磁場的時間為6?lOmin，撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即 得含Bi過共晶Al-Si合金。
[0010] 作為進一步優選，所述鋁錠、結晶硅和鉍錠的純度為99. 7%、99. 9%和99. 8%。
[0011] 作為進一步優選，步驟c中所述的交變磁場由設置在砂型兩側的通電線圈提供。
[0012] 作為進一步優選，所述通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電。
[0013] 作為進一步優選，所述通電線圈的內的電流為3?5A。
[0014] 作為進一步優選，步驟b中所述六氯乙烷氣體通入的量為金屬熔體質量的0. 5%。
[0015] 本發明的有益效果是：由于在過共晶Al-Si合金制備過程中，加入一定量的金屬 鉍，在凝固過程中施加了電磁攪拌處理，有效地改善了過共晶Al-Si合金內部的晶粒尺寸， 優化了過共晶Al-Si合金內部的金相結構，改善過共晶Al-Si合金的綜合力學性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016] 圖Ia為不加入金屬鉍并且不施加電磁攪拌的過共晶Al-Si合金內部的金相結構。
[0017] 圖Ib為鉍含量為3%并且不施加電磁攪拌的過共晶Al-Si合金內部的金相結構。
[0018] 圖Ic為不加入金屬鉍并且施加電流強度為3A電磁攪拌的過共晶Al-Si合金內部 的金相結構。
[0019] 圖Id為鉍含量為3%并且施加電流強度為3A電磁攪拌的過共晶Al-Si合金內部 的金相結構。
[0020] 圖2a為鉍含量為3%并且不施加電磁攪拌的過共晶Al-Si合金的掃描電鏡圖。
[0021] 圖2b為鉍含量為3%并且施加電流強度為3A電磁攪拌的過共晶Al-Si合金的掃 描電鏡圖。
[0022] 圖2c為鉍含量為3%并且施加電流強度為5A電磁攪拌的過共晶Al-Si合金的掃 描電鏡圖。
[0023] 圖3不同鉍含量的合金的磨痕寬度與磁場電流的關系。
【具體實施方式】
[0024] 下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說 明書文字能夠據以實施。
[0025] 實施例1
[0026] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：77重量份的鋁， 20重量份的硅和3重量份的鉍。
[0027] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0028] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入77重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0029] b、使電阻爐內爐溫降至800 °C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入3重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫lOmin，形成鋁硅鉍熔體；
[0030] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為3A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為6000Gs。通過通電線圈 施加磁場，持續8min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0031] 實施例2
[0032] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：77重量份的鋁， 20重量份的硅和3重量份的鉍。
[0033] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0034] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入77重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0035] b、使電阻爐內爐溫降至800°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入3重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫lOmin，形成鋁硅鉍熔體；
[0036] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為lOOOOGs。通過通電線圈 施加磁場，持續8min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0037] 實施例3
[0038] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：74重量份的鋁， 20重量份的硅和6重量份的鉍。
[0039] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0040] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入74重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0041] b、使電阻爐內爐溫降至800°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入6重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫l〇min，形成鋁硅鉍熔體；
[0042] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為3A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為6000Gs。通過通電線圈 施加磁場，持續8min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0043] 實施例4
[0044] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：74重量份的鋁， 20重量份的硅和6重量份的鉍。
[0045] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0046] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入74重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0047] b、使電阻爐內爐溫降至800°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入6重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫l〇min，形成鋁硅鉍熔體；
[0048] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為lOOOOGs。通過通電線圈 施加磁場，持續8min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0049] 實施例5
[0050] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：75重量份的鋁， 19重量份的硅和6重量份的鉍。
[0051] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0052] a、預熱電阻爐，使其溫度達到905°C，向電阻爐內加入75重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫18min，獲得鋁硅熔體；
[0053] b、使電阻爐內爐溫降至805°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入6重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫12min，形成鋁硅鉍熔體；
[0054] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至755°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為lOOOOGs。通過通電線圈 施加磁場，持續6min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0055] 實施例6
[0056] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：76重量份的鋁， 19重量份的娃和5重量份的祕。
[0057] -種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0058] a、預熱電阻爐，使其溫度達到915°C，向電阻爐內加入76重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫22min，獲得錯娃恪體；
[0059] b、使電阻爐內爐溫降至795°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入5重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫8min，形成鋁硅鉍熔體；
[0060] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至765°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為4A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為8000Gs。通過通電線圈 施加磁場，持續l〇min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過 共晶Al-Si合金。
[0061] 實施例7
[0062] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：75重量份的鋁， 20重量份的娃和5重量份的祕。
[0063] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0064] a、預熱電阻爐，使其溫度達到912°C，向電阻爐內加入75重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫21min，獲得鋁硅熔體；
[0065] b、使電阻爐內爐溫降至797°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入5重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫9min，形成錯娃祕恪體；
[0066] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至763°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為4. 5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為9000Gs。通過通電線 圈施加磁場，持續9min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過 共晶Al-Si合金。
[0067] 實施例8
[0068] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：77重量份的鋁， 19重量份的硅和4重量份的鉍。
[0069] -種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0070] a、預熱電阻爐，使其溫度達到907°C，向電阻爐內加入77重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫19min，獲得鋁硅熔體；
[0071] b、使電阻爐內爐溫降至803°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入4重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫llmin，形成鋁硅鉍熔體；
[0072] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至757°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為3. 5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為7000Gs。通過通電線 圈施加磁場，持續7min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過 共晶Al-Si合金。
[0073] 實施例9
[0074] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：78重量份的鋁， 19重量份的硅和3重量份的鉍。
[0075] -種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0076] a、預熱電阻爐，使其溫度達到911°C，向電阻爐內加入78重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20. 5min，獲得鋁硅熔體；
[0077] b、使電阻爐內爐溫降至799°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入3重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫9. 5min，形成鋁硅鉍熔體；
[0078] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至759°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為4. 5A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為9000Gs。通過通電線 圈施加磁場，持續7min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過 共晶Al-Si合金。
[0079] 對比例1
[0080] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：80重量份的鋁， 20重量份的硅。
[0081] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0082] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入80重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0083] b、向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內的空氣，保溫IOmin ;
[0084] c、將電阻爐內的鋁硅熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅熔體注入砂型中，待砂型內 熔體凝固，即得含過共晶Al-Si合金。
[0085] 對比例2
[0086] -種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：78重量份的鋁， 19重量份的硅和3重量份的鉍。
[0087] -種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0088] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入78重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0089] b、使電阻爐內爐溫降至799°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入3重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫IOmin ;
[0090] c、將電阻爐內的鋁硅熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅熔體注入砂型中，待砂型內 熔體凝固，即得含過共晶Al-Si合金。
[0091] 對比例3
[0092] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：75重量份的鋁， 19重量份的硅和6重量份的鉍。
[0093] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0094] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入75重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0095] b、使電阻爐內爐溫降至799°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入6重 量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內 的空氣，保溫IOmin ;
[0096] c、將電阻爐內的鋁硅熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅熔體注入砂型中，待砂型內 熔體凝固，即得含過共晶Al-Si合金。
[0097] 對比例4
[0098] 一種含Bi過共晶Al-Si合金，合金的組分按重量份數表示，包括：80重量份的鋁， 20重量份的硅。
[0099] 一種用于含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，包括以下步驟：
[0100] a、預熱電阻爐，使其溫度達到910°C，向電阻爐內加入80重量份純度為99. 7%的 鋁錠，待鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入20重量份純度為99. 9%的結晶硅，待結晶硅 完全溶化后，保溫20min，獲得錯娃恪體；
[0101] b、向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電阻爐內的空氣，保溫IOmin ;
[0102] c、將電阻爐內的鋁硅鉍熔體的溫度降至760°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部兩側分別設置有通電線圈，通電線圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電，通 電線圈內的電流為3A。經試驗測得砂型中心處的磁感應強度約為6000Gs。通過通電線圈 施加磁場，持續8min，停止向通電線圈內通電撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含Bi過共 晶Al-Si合金。
[0103] 如圖1所示，圖Ia為本申請中對比例1的金相結構，即鉍含量為0,并且不經過電 磁攪拌處理，從圖中可以看出合金組織由初生Si相和共晶Si相組成，灰色初生Si成大的 塊狀，灰色共晶Si相成粗針狀；圖Ib為本申請中對比例2的金相結構，即鉍含量3%，并且 不經過電磁攪拌處理，從圖中可以看出，共晶Si相變為細的針狀且數量增多；圖Ic為本申 請中對比例4的金相結構，即鉍含量為0，經3A電流的電磁攪拌處理，從圖中可以看出，合金 中初生Si數量大幅減少，只有很少的細小塊狀存在，針狀共晶Si相數量增加，變得細小；圖 Id為本申請中實施例1的金相結構，即鉍含量為3%，經3A電流的電磁攪拌處理，從圖中可 以看出，共晶Si相變得更加細小并出現少量樹枝狀初生相，由此可以看是加入鉍和施加電 磁攪拌后合金材料的金相結構得到了很大改善。
[0104] 如圖2所示，圖2a為本申請中對比例1的掃描電鏡圖，合金中鉍含量為3%，未施 加電磁攪拌，從圖中可見，亮的白色大的元寶狀為Bi相；圖2b為本申請中實施例1的掃描 電鏡圖，合金中鉍含量為3%，施加了電流為3A的電磁攪拌，從圖中可見，Bi相變為短棒狀 或球狀，數量增加；圖2c為本申請中實施例2的掃描電鏡圖，合金中鉍含量為3%，施加了 電流為5A的電磁攪拌，從圖中可見，Bi相基本變為細小球狀。由此可以看出，在鉍含量保 持不變的情況下，施加3?5A的電流對合金進行電磁攪拌，有利于改善Bi相的結構形態。
[0105] 采用環塊摩擦試驗機測定對比例1、對比例2、對比例3、實施例1、實施例2、實施例 3和實施例4的合金的耐磨性能測試。將上述試樣制成尺寸為12cmX 12cmX 19cm的塊狀， 放在施壓兩個砝碼（100N)的摩擦試驗機上摩擦3600s，在金相顯微鏡下觀察磨痕的寬度， 得表1耐磨性能測試數據表。
[0106] 表1耐磨性能測試數據表
[0107]
【權利要求】
1. 一種含Bi過共晶Al-Si合金，其特征在于，合金的組分按重量份數表示，包括：74? 78重量份的鋁，19?20重量份的硅和3?6重量份的鉍。
2. -種用于制造如權利要求1所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于 包括以下步驟： a、 預熱電阻爐，使其溫度達到905?915°C，向電阻爐內加入74?78重量份的鋁錠，待 鋁錠完全熔化后，再向電阻爐內加入19?20重量份的結晶硅，待結晶硅完全溶化后，保溫 18?22min，獲得鋁硅熔體； b、 使電阻爐內爐溫降至795?805°C，再向電阻爐內步驟a中獲得的鋁硅熔體中加入 3?6重量份的鉍錠，并攪拌鋁硅熔體，使鉍錠熔化，向電阻爐內通入六氯乙烷氣體，排出電 阻爐內的空氣，保溫8?12min，形成鋁硅鉍熔體； c、 將電阻爐內鋁硅鉍熔體的溫度降至755?765°C，再將鋁硅鉍熔體注入砂型中，在砂 型外部設有交變磁場，施加磁場的時間為6?lOmin，撤銷磁場，待砂型內熔體凝固，即得含 Bi過共晶Al-Si合金。
3. 如權利要求2所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于：所述鋁錠、 結晶硅和鉍錠的純度為99. 7%、99. 9%和99. 8%。
4. 如權利要求2或3所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于：步驟c 中所述的交變磁場由設置在砂型兩側的通電線圈提供。
5. 如權利要求4所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于：所述通電線 圈內通以電壓為220V，頻率為50Hz的交流電。
6. 如權利要求2或5所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于：所述通 電線圈的內的電流為3?5A。
7. 如權利要求2或3所述的含Bi過共晶Al-Si合金的制備方法，其特征在于：步驟b 中所述六氯乙烷氣體通入的量為金屬熔體質量的〇. 5%。
【文檔編號】C22C1/02GK104480356SQ201410842347
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月30日 優先權日:2014年12月30日
【發明者】司頤 申請人:遼寧石化職業技術學院