[发明专利]化学沉积制备过共晶Al－Si合金变质剂的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用化学沉积方法制成用于过共晶Al-Si合金变质剂的Ni-P-Al中间合金的化学沉积制备过共晶Al-Si合金变质剂的方法。

背景技术：

si的热膨胀系数小，硬度相对较高，在过共晶Al-Si合金中，由于大量Si的存在，过共晶Al-Si合金具有良好的尺寸稳定性和良好的耐磨性，是理想的发动机活塞材料。过共晶Al-Si合金的常规凝固组织中，初晶Si以大尺寸的板块状或星状形式出现，降低材料的力学性能。为改善过共晶Al-Si合金的力学性能，必须对合金中的Si进行细化。对过共晶Al-Si合金中初晶Si进行变质处理以细化初晶Si，目前变质剂采用含磷的中间合金，如铜磷合金、铝磷合金等，这些中间合金均由熔炼法制备。由于熔炼过程中，P的挥发性很大，在含磷的中间合金制备过程中，磷的烧损很大，并会造成环境污染。此外，常用的铜磷合金进行变质时，由于合金的熔点高，密度大，容易产生偏析，需要较长的保温溶解时间，效果不够稳定。对初晶Si变质的有效成分是磷，可以在Al-Si合金中熔解的含有磷的中间合金，都会对初晶Si起变质作用。化学沉积Ni-P中间合金，是通过化学沉积方法在材料表面获得的以非晶为主的含磷合金镀层。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种利用化学沉积方法制成用于过共晶Al-Si合金变质剂的Ni-P-Al中间合金的化学沉积制备过共晶Al-Si合金变质剂的方法，通过化学沉积制备Ni-P中间合金，不存在磷的烧损，而且变质剂中的有效成分P，主要以非晶态存在，使得变质剂在过共晶Al-Si合金熔体中分散快，变质效果好、用量少。

本发明的目的是这样实现的：采用化学沉积方法制备以非晶结构为主的Ni-P合金，该合金与基体铝箔构成Al-Ni-P中间合金，用于对过共晶Al-Si合金中的初晶Si进行细化变质处理，该变质剂具体制造工艺如下：

首先，将铝箔用细砂纸打磨，除油后进行酸侵蚀，

然后，进行Ni-P镀，镀液配方为：硫酸镍：30g/L、次亚磷酸钠：30g/L、乳酸：30ml/L、柠檬酸：10g/L、乙酸钠：10g/L、氟化钠：2g/L，镀液pH值在4.6-5.4之间，镀液温度控制在88±2℃。

其次，施镀1小时后，在铝箔两面可获得约20微米的Ni-P沉积层，对镀好后的铝箔清洗后烘干。

本发明和现有的变质剂制备工艺相比，本发明克服变质剂制备过程中P的烧损和对环境的污染，使得变质剂在过共晶Al-Si合金熔体中分散快，变质效果好、用量少。

附图说明：

图1为化学沉积制备变质剂的变质效果图。

具体实施方式：

如图1所示，采用化学沉积方法制备变质剂的合金为Al-20％wetSi，变质剂加入温度800℃。

采用化学沉积方法制备以非晶结构为主的Ni-P合金，该合金与基体铝箔构成Al-Ni-P中间合金，用于对过共晶Al-Si合金中的初晶Si进行细化变质处理，该变质剂具体制造工艺如下：

(1)、将铝箔用细砂纸打磨，除油后进行酸侵蚀。

(2)、进行Ni-P镀，镀液配方及工艺为：

主盐(硫酸镍)：      30g/L

还原剂(次亚磷酸钠)：30g/L

络合剂I(乳酸)：     30ml/L

络合剂II(柠檬酸)：  10g/L

缓冲剂(乙酸钠)：    10g/L

加速剂(氟化钠)：    2g/L

pH值：              4.6-5.4

温度：              88±2℃

(3)、施镀1小时后，在铝箔两面可获得约20微米的Ni-P沉积层。对镀好后的铝箔清洗后烘干。

发明采用化学沉积方法制备Al-Ni-P中间合金变质剂，变质剂中有效成分P以非晶形态存在，该发明在变质剂的制备方法上克服了现有变质剂熔炼制备过程中，磷的烧损和环境污染；在性能上减少了变质剂在过共晶Al-Si合金熔体中的溶解和分散时间，可在较低的熔铸温度下使用，对合金中初晶Si有较好的变质细化效果，且变质剂用量小。