[发明专利]一种富铁铝硅变质合金及其制备方法

说明书

本发明提供了一种富铁铝硅变质合金及其制备方法，属于合金技术领域。所述富铁铝硅变质合金包括以下重量百分比的组分：Si 9.0～11.0wt.％、Fe 1.4～1.6wt.％、Co 2.2～2.3wt.％、Er＞0且≤0.71wt.％、余量的Al和不可避免的杂质。本发明提供的富铁铝硅变质合金相比于未添加Co和Er的富铁铝硅合金的抗拉强度和断后延伸率分别提高了70～75.7％和63.2～92.8％；同时耐磨损性能较未添加Co和Er的富铁铝硅合金也大幅提高。

技术领域

本发明涉及合金技术领域，尤其涉及一种富铁铝硅变质合金及其制备方法。

背景技术

富铁铝硅合金是再生铝合金的重要组成部分，一般通过废旧铝合金制品经过回收处理再利用制成，如日本牌号的ADC12合金，美国牌号的A356合金，其特点是Fe元素的含量偏高(＞0.9wt.％)，因此称为富铁铝硅合金；主要应用于汽车领域，用作汽车、摩托车的轮毂材料等。

富铁铝硅合金中的Fe和Si的形态是危害合金组织性能的主要原因，长针状的粗大富铁相和细小针状的共晶硅对铝硅合金基体产生明显的割裂作用，很大程度的破坏了铝基体的连续性，进一步促进了合金基体中裂纹的扩展，从而危害铝硅合金的力学性能。

此外，铝合金的力学性能尤其是耐磨性能相对较差，富铁相为含铁元素的金属间化合物，硬度较高，在一定程度上有利于铝硅合金的磨损性能，将再生铝硅合金中的杂质Fe元素视为可有效改善复合合金材料耐磨性能的有益元素，通过变质作用利用Fe元素来改善合金的磨损性能，对于高铁再生铝硅合金的耐磨应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种富铁铝硅变质合金，较富铁铝硅合金的耐磨损性能和力学性能显著提高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种富铁铝硅变质合金，包括以下重量百分比的组分：Si 9.0～11.0wt.％、Fe 1.4～1.6wt.％、Co 2.2～2.3wt.％、Er＞0且≤0.71wt.％、余量的Al和不可避免的杂质。

本发明提供了上述技术方案所述富铁铝硅变质合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将Al-10Si合金进行熔炼，得到熔液；

(2)向所述熔液中加入Al-75Fe、Al-10Co和Al-10Er合金，进行变质反应，得到变质合金液；

(3)将所述变质合金液依次进行精炼和浇铸，得到富铁铝硅变质合金；

各原料用量对应权利要求1所述的富铁铝硅变质合金的成分组成。

优选的，所述步骤(1)中的熔炼包括：将Al-10Si合金加热至740～760℃进行熔化，加覆盖剂保温10～15min后扒渣。

优选的，所述覆盖剂为NaCl和KCl的混合物，所述NaCl和KCl的质量比为43.5:56.5。

优选的，所述覆盖剂的质量为各合金原料总质量的2.0～3.0％。

优选的，所述步骤(2)中变质反应的温度为845～855℃，变质反应的时间为20～30min。

优选的，所述步骤(3)中精炼的温度与变质反应的温度相同，精炼的时间为10～20min。

优选的，所述步骤(3)中精炼采用的精炼剂为C₂Cl₆，精炼剂的质量为变质合金液质量的1.5～2.5％。

优选的，所述步骤(3)中浇铸的温度为715～725℃。

优选的，所述浇铸前还包括对浇铸用模具进行预热，所述预热的温度为195～205℃。