[发明专利]一种高纯AlSi14A合金及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种高纯AlSi14A合金的制备工艺，原料由4N精铝锭和4N精铝液以及工业硅组成，先按比例加入60%的4N精铝锭，升温熔化，再将工业硅铺在铝熔体表面，待硅熔化完全后，再加入40%的4N精铝液铺盖于工业硅表面，保证工业硅的充分熔化，然后进行充分的搅拌；充分搅拌后，加入精炼剂，控制温度在710‑730℃进行精炼，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置；将精炼合金液进行浇铸。本发明制备工艺改变了传统的原料添加方式，在原料添加过程中，先加入一部分4N精铝锭，升温熔化，待熔体温度达到800℃时再将工业硅铺在铝熔体表面，再加入一部分4N精铝液铺盖于工业硅表面，保证工业硅的充分熔化，保证Si元素的均匀性。

技术领域

本发明涉及一种高纯AlSi14A合金及其制备工艺，属于铝合金材料领域。

背景技术

铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金。同时加入少量铜、铁、镍可以提高强度，硅含量较低时，铝硅合金的延展性较好，常用来做变形铝合金；硅含量较高时（比如7%），铝硅合金熔体的填充性较好，常用来做铸造合金。在含硅量超过Al-Si共晶点（Si12.6%）的铝硅合金中，硅颗粒含量高达14.5%-25%时，再加入一定量的Ni、Cu、Mg等元素能改善其综合性能。

Si含量为12.5%的Al-Si合金在冷却到一定温度时产生二元共晶反应。Si含量≥12.5%的过共晶Al-Si合金组织中的初晶硅呈粗大的多角块状或板条状，合金强度低、塑性差。但采用一定的工艺对其组织进行变质、细化，可使初晶硅和共晶硅改变成为软基体上分布着的很多硬质点，显著提高过共晶Al-Si合金的耐磨性。同时与共晶Al-Si合金相比，过共晶Al-Si合金还具有热膨胀系数小、密度小、耐腐蚀性好的特性，目前已作为生产活塞的原材料，广泛应用于汽车、摩托车的活塞生产上。

过去，一般使用过共晶和亚共晶Al-Si铝合金锭的厂家都采用自制的生产方式，但随着对材料性能的要求越来越高，高纯度的过共晶Al-Si合金优势越来越突出。因此，开发高纯过共晶Al-Si合金锭，迫在眉睫。

传统的AlSi合金的生产技术方案：1、将熔保炉的炉门打开，把工业硅加入炉内，送天然气进行烘烤，烘烤温度控制在690-720℃，烘烤时间不低于30分钟；2、工业硅烘烤30分钟后按客户要求成分将所需的普铝和坩埚锭先后入炉，然后依据客户成分需求添加铝铜、锰中间合金。3、各种合金元素物料入炉后，升温到780-820℃保温2小时，然后加入一定量降温锭，然后搅拌铝液10-20分钟，使物料完全熔化。炉内铝液温度控制在710℃～730℃之间。4、精炼之前加一定量的降温铝，然后加入Al-Sr中间合金，精炼温度控制在710℃～730℃。5、在精炼罐中加入熔体重量0.3%-0.5%的精炼剂，精炼剂要保证干燥，避免受潮结块。使用喷粉精炼机进行喷粉精炼，精炼管的端部要插到炉底，精炼到每个角落，不留死角。这种技术方案存在的缺点主要是由于工业硅的添加方式导致Si元素未能在较高温度的铝熔体中熔化，对后续产品的内部组织影响较大，从而不能满足客户要求。

专利《一种稀土元素镧合金化铝硅合金及制备方法》(CN201310357494.4)、《一种稀土元素镨合金化铝硅合金及制备方法》(CN201310357779.8)、《一种稀土元素镱合金化铝硅合金及制备方法》(CN103469026A)、《一种稀土元素钐合金化铝硅合金及制备方法》(CN103451489A)等系列专利，主要阐述了含Si量9.0-13.5%的铝硅合金中添加一定量的各种稀土元素制备合金的方法。由于本发明的合金产品属于高纯AlSi合金系列，对杂质元素尤其是Fe元素含量范围要求较高，因此这些系列专利中所述合金的成分含量并不适用高纯AlSi合金。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的难题，提供了一种硅含量较高、共晶点温度较低的；

本发明的另一目的是提供上述焊接用铝硅共晶合金杆的制备工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：