[发明专利]铝钙锑中间合金孕育剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于细化铝‑镁‑硅合金中初生、共晶Mg₂Si晶粒的中间合金孕育剂及其制备方法，铝钙锑中间合金孕育剂，各元素化学质量百分比为：铝60，钙10‑20，锑20‑30。其制备方法为：在二氧化碳气体的保护下，将一定量的纯铝700℃进行熔化，然后将铝钙合金(Al‑40Ca)和纯锑同时加入到熔体中，完全熔化后进行搅拌，随后浇铸成锭或挤压成线材。该中间合金具有制备方法简单、使用方便、变质效果稳定、具有长效性等优点。

技术领域

本发明涉及金属材料领域，特别是涉及一种用于细化铝-镁-硅合金中初生、共晶Mg₂Si晶粒的中间合金孕育剂及其制备方法。

背景技术

金属间化合物Mg₂Si具有低密度、高熔点、高弹性模量和低热膨胀系数等优点而普遍作为铝合金材料的增强体。然而，在传统铸造的铝-镁-硅合金中，初生Mg₂Si通常呈现为粗大的树枝晶，割裂基体、产生应力集中，严重损害了合金的力学性能，限制了其广泛应用。虽然中间合金变质剂的加入可以细化初生、共晶Mg₂Si的晶粒，但其用量大、晶粒细化效果欠佳等缺点限制了该技术在工业生产上的应用。熔体中异质核心的存在，可以在形核阶段促进晶体核心的形成，从而有效细化晶粒。

因此，急需开发一种制备工艺简单、可靠且能够有效细化铝镁硅合金中初生、共晶Mg₂Si晶粒的中间合金孕育剂。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种制备工艺简单、可靠且能够有效细化铝-镁-硅合金中初生、共晶Mg₂Si晶粒的铝-钙-锑中间合金孕育剂及其制备方法。

本发明的技术方案是：

铝钙锑中间合金孕育剂，其化学成分质量百分比为：铝60，钙10-20，锑20-30。

用于制备铝钙锑中间合金孕育剂的方法，其制备过程包括以下步骤：

首先，分别按质量百分比称取原材料：纯铝30-45％，铝钙合金(Al-40Ca)25-50％，纯锑20-30％；

其次，在二氧化碳气体保护下的熔炼炉中将纯铝熔化至700℃，然后将铝钙合金(Al-40Ca)、纯锑同时加入，待完全熔化后搅拌均匀；

最后，浇铸成锭或挤压成线材。

本发明与已有的技术相比具有以下特点：(1)钙、锑可以在熔体中形成初生Mg₂Si异质核心，有效细化晶粒；(2)所制备合金易在熔化和分散，使用方便；(3)加入量少，在钙、锑加入量均小于0.3％的情况下，初生Mg₂Si的晶粒尺寸从～300μm减小到～8μm；形貌由粗大的树枝晶转变为细小的切角八面体；共晶Mg₂Si由粗大的汉字状转变为细小的短棒状；(4)变质效果稳定，具有长效性。

附图说明

图1是本发明未变质Al-20Mg2Si合金光镜组织；

图2是本发明0.5wt.％Al60Ca20Sb20合金变质后Al-20Mg2Si合金光镜组织；

图3是本发明0.5wt.％Al60Ca10Sb30合金变质后Al-20Mg2Si合金光镜组织；

图4是本发明0.5wt.％Al60Ca15Sb25合金变质后Al-20Mg2Si合金光镜组织。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

制备铝钙锑中间合金孕育剂的方法，其制备过程包括以下步骤：