[发明专利]一种用于IC装备专用铸造铝合金的变质剂及变质处理方法

说明书

本发明涉及一种用于IC装备专用铸造铝合金的变质剂及变质处理方法，所述变质剂由变质剂A和变质剂B组成，所述变质剂A包括如下成分：Mn、Ce、Sr、Bi和Al；所述变质剂B包括如下原料：NaCl、KCl、NaF、SrCO₃、K₂TiF₆和BaCl₂；本发明的变质处理方法包括两次变质处理过程，两次变质处理分别采用了变质剂A和变质剂B，由此使得变质元素与铝合金熔体中的Si元素接触更加广泛，从而使变质效果更加均匀，变质持续时间更长久，组织的晶粒更加细小，显著提高产品的力学性能，延缓变质衰退，减少了重复变质处理次数，从而实现了节能降耗，降低生产成本，增强企业的市场竞争力。

技术领域

本发明涉及一种变质剂，具体涉及一种用于IC装备专用铸造铝合金的变质剂及变质处理方法。

背景技术

集成电路(Intergrate Circuit,IC)装备专用的铸造铝合金，利用反重力低压铸造设备，采用多种成型方法融为一体的“整体铸造成型”技术生产铸件产品，具有良好的力学性能，如抗拉强度高、屈服强度高、伸长率好和硬度高，并兼顾良好的应变性能、抗腐蚀性能、电子特性和电磁性，材料纯度高、致密度高等，适用于制造IC装备上形状较为复杂的典型腔室件，例如靶上腔体、靶下腔体、透镜扁盒、330S传输腔体件以及330PLUS传输腔件等高致密度精密零部件。

制备变质剂及熔体处理是铸造铝合金(含Si6-10％)重要的生产环节，其目的是改变共晶硅(β相)或初晶硅的形貌，从而提高合金的力学性能。国内外开发的多种常用变质剂，比如铝-锶、稀土-锑、稀土-铋等，在生产中、小铝硅合金铸件时，具有很好的变质效果。IC装备专用铸造铝合金铸件，多属于大型铸件，其结构特点是体积大、形状复杂、壁厚较大(200-250mm)，热节处凝固较缓慢。且在低压铸造条件下生产，存在烧注时间长，铝液停留时间长，不便于反复多次变质处理操作等问题。铸件容易出现变质衰退和变质不均匀，采用常规变质剂及其处理方法，变质效果较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于IC装备专用铸造铝合金的变质剂及变质处理方法，该变质剂主要应用于反重力低压铸造设备条件下铸造铝合金的变质，应用该变质剂对铝合金铸件进行两次变质处理，使铝液熔体中变质元素与Si晶核接触更加广泛，从而使变质效果更加均匀，变质持续时间更加长久，延缓变质衰退。

本发明解决技术问题的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种铸造铝合金的变质剂，由变质剂A和变质剂B组成，所述变质剂A包括如下成分：Mn、Ce、Sr、Bi和Al；所述变质剂B包括如下原料：NaCl、KCl、NaF、SrCO₃、K₂TiF₆和BaCl₂。

本发明提供的铸造铝合金的变质剂是经过精心筛选的，其组成与含量均与现有变质剂不同。本发明的变质剂分为两组，其中变质剂A中含有长效变质作用的Sr、Ce、Bi成分，用作沉淀变质剂，用于对合金熔体的中下部位进行变质；变质剂B含有细化组织的K₂TiF₆、BaCl₂组分，用作压盐变质剂，用于对合金熔体的上部及表层进行变质。如此使得变质剂中的变质元素与铝合金中的Si晶核接触更加广泛，从而使变质效果更加均匀，延缓变质衰退，解决在反重力低压铸造设备条件下生产时因铝液浇注持续时间长变质效果减弱的问题。

在上述方案的基础上，本发明可以做如下改进：

进一步的，所述变质剂A中，各成分的重量百分比如下：Mn 4-5％、Ce30-40％、Sr2.5-3.5％、Bi 8-12％，余量为Al；需要说明的是，成分Mn、Ce、Sr和Bi的重量百分比均指的是在变质剂A中所占的重量百分比，当各金属元素的重量百分比在上述范围内时，可以达到较优的变质效果。