適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于合金金屬材料技術領域，具體地說，本發明涉及一種適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑。
【背景技術】
[0002]鑄造鋁硅合金因具有密度低、強度高、耐磨、耐熱性好、熱膨脹系數低等優點，所以是鑄造鋁合金中運用范圍最廣、產量最大的一類合金。但鋁硅系合金隨硅含量的升高，組織中出現大量針狀共晶硅，甚至出現粗大多角塊狀初晶硅，嚴重地割裂了基體，使合金的機械性能特別是塑性性能顯著降低，切削加工性能惡化。因此，鑄造鋁硅合金多采用變質處理，改變硅的形狀、尺寸，但對于硅含量小于6%的鑄造鋁硅合金進行變形處理時，合金的力學性能改變不明顯，因此變質處理主要針對硅6%的鋁硅合金。
[0003]鑄造鋁合金的變質有多種，其中鋁鍶合金是一種新型高效變質劑，目前應用廣泛。同其它變質劑相比，鋁鍶合金的變質作用時間長，可持續5?7小時，變質過程中不但無過變質行為，而且可以反復重熔，無腐蝕作用。因此鋁鍶合金被普遍地應用于鑄造行業，是鋁合金，特別是含硅鋁合金的一種重要變質劑，可以改善鑄件的組織和提高鑄件的機械性能。
[0004]制取鋁鍶合金的方法可以分為對摻法、熱還原法和熔鹽電解法。熔鹽電解法按照所用的熔鹽不同，又可以分為氯化物熔鹽電解和氟化物熔鹽電解。
[0005]常用的合金的生產方法是對摻法，對摻法是在電弧爐或其它高溫爐內由兩種或兩種以上的金屬在熔融狀態下對摻而成。由于鋁鍶合金的熔點高，對滲法生產鋁鍶合金的溫度高達900°C，鍶的燒損嚴重，損失比例高達20 %?35 %。金屬鍶是一種十分活潑的堿土金屬，它的化學活性介于鈣和鋇之間，金屬鍶的制取多采用真空熱還原法，設備復雜，工藝條件嚴格，產量低，成本高，因而售價較高。這樣對滲法的成本由于鍶的燒損增大很多。
[0006]鋁鍶合金作為鋁硅鑄造合金的變質劑，廣泛應用于鋁硅合金的鑄造，年需求量巨大。目前，鋁鍶合金的制備方法有多種，但是企業中廣泛應用的還是對滲法。
【發明內容】
[0007]本發明提供一種適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑，目的是旨在不影響鋁鍶合金的變質性能前提下，降低鍶元素的損耗和成本。
[0008]為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為:適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑，其化學成分按重量百分比計:鍶4-6%，硅5-7%，余量為鋁。
[0009]適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑的化學成分按重量百分比計為:鍶5%，硅6%，其余為鋁。
[0010]本發明的鋁鍶合金變質劑，硅的加入可以降低合金的熔煉溫度，將鋁鍶合金的熔煉溫度降低100°c左右，生產時熔煉溫度可以降低至750-800°C，比生產鋁鍶兩元合金的熔煉溫度830-900°C大大降低了 ；熔煉溫度的降低可以減少鍶的高溫氧化損耗，提高鍶的收得率，鍶的價格在每噸5萬元左右，因此降低了變質劑的生產成本，而且也并不影響鋁鍶合金的變質性能。
【附圖說明】
[0011]本說明書包括以下附圖，所示內容分別是:
[0012]圖1是本發明鋁鍶合金變質劑的制備工藝流程圖；
[0013]圖2是A14Sr相分布在6% Sr-6% S1-88% Al的鋁鍶合金中的金相圖；
[0014]圖3是本發明鋁鍶合金變質效果金相圖；
【具體實施方式】
[0015]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本發明的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。
[0016]本發明提供了一種適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑，其化學成分按重量百分比計:鍶4-6 %，硅5-7 %，余量為鋁。
[0017]本鋁鍶合金變質劑，硅的加入可以降低合金的熔煉溫度，將鋁鍶合金的熔煉溫度降低100°C左右，使得生產時熔煉溫度可以降低為750-800°C，相比現有技術中鋁鍶兩元合金的熔煉溫度830-900°C來說，鋁鍶合金變質劑的熔煉溫度大大降低了。熔煉溫度的降低可以減少鍶的高溫氧化損耗，提高鍶的收得率，鍶的價格在每噸5萬元左右，因此降低了變質劑的生產成本。
[0018]本發明的鋁鍶硅合金中，鍶的存在主要以A14Sr、A12Sr相，避免了傳統鋁鍶合金中共晶相，其變質效果更好，融化更快，減少潛伏期。
[0019]本發明還提供了一種適用于鑄造鋁硅合金的鋁鍶合金變質劑的制備工藝，如圖1所示，其包括如下步驟:
[0020](I)配料工序；
[0021]按照重量百分比:鍶4-6%、硅5-7%、余量為鋁，稱取鋁硅合金粉和鍶粉；
[0022](2)熔煉工序；
[0023]將鋁硅合金熔化，熔化溫度優選為750°C，溶化后并造渣除渣，獲得干凈的鋁硅熔液；
[0024](3)鋁硅熔體凈化工序；
[0025]向鋁硅熔液加入無鈉清渣劑，充分攪拌后清除鋁硅熔液中的熔渣，以達到對鋁硅熔液進行凈化的目的；
[0026](4)氬氣保護工序；
[0027]凈化處理后，將氬氣噴向鋁硅熔液表面，對鋁硅熔液進行氣體保護，隔絕鋁硅熔液與空氣中氧的接觸，以減少鋁硅熔液表面的氧化性氣體，使極容易氧化的鍶元素受到了保護，減少了產生夾雜物、吸附氣體的幾率；
[0028](5)加鍶合金化工序；
[0029]氣體保護處理后，向鋁硅熔液中分批次加入鍶粉，然后加熱熔化，形成鋁硅鍶熔液；
[0030](6)精煉工序；
[0031]向鋁硅鍶熔液中通入氬氣進行精煉處理，處理過程鋁硅鍶溶液中的氣體和夾雜物充分上浮，清除鋁硅鍶熔液中的氣體和夾雜物，以降低產品的氣體和夾雜物的含量；
[0032](7)靜置工序；
[0033]將鋁硅鍶溶液進行靜置處理一段時間，使溶液中的雜質充分上浮，最后清除雜質，使鋁硅鍶溶液的成分更加均勻。
[0034]作為優選的，在步驟(3)中，需加入占總重量1.5%。的無鈉清渣劑，并充分攪拌后將熔渣處理干凈。
[0035]作為優選的，在步驟(5)中，需分四批將鍶粉加入鋁硅熔液中，第一批加入投料量的40%，第二批加入爐次投料量的30%，第三批加入爐次投料量的20%，第四批加入爐次投料量的10%。
[0036]作為優選的，在步驟(5)中，各批次加入時間間隔3-6分鐘，加鍶過程溫度控制在750-800。。。
[0037]作為優選的，在步驟(5)中，每次向鋁硅熔液加入定量鍶粉后，使用超聲攪拌裝置對溶液進行攪拌。超聲攪拌裝置如同本領域技術人員所公知的那樣，具備攪拌和超聲波產生功能，超聲波具有空化效應，超聲波導入至熔體中，可以將熔體中的鋁和鍶元素成分攪拌，獲得均勻的組織。
[0038]作為優選的，在步驟(6)中，精煉完畢后，對鋁硅鍶熔液攪拌10-20分鐘，使合金成分均勻化。
[0039]本制備工藝還包括如下的步驟:
[0040](8)澆鑄工序；
[0041]靜置處理后，澆注鋁硅鍶熔液，澆鑄溫度控制在800°C，形成塊狀鋁鍶合金鑄件；
[0042](9)檢測工序；
[0043]澆鑄完畢后對鋁鍶合金鑄件的成分進行檢測；
[0044](10)變質效果檢測工序；
[0045]在鋁合金鑄件的鋁溶液熔煉保溫時，將多塊鋁鍶合金鑄件加入保溫爐內進行變質處理；當變質完成后，取樣檢測變質鋁合金的成分。
[0046]變質鋁合金的成分檢測結果中，鍶含量為0.012%，硅含量提高0.015%，在鋁合金鑄件中這些硅含量的變化并不會影響鑄件的性能。鍶含量為0.012%，符合鋁合金鑄件的鍶含量要求，變質效果的金相圖如圖所