【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造用变质剂，尤其涉及一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂、制备方法及其应用。
技术介绍
1、过共晶铸造铝硅合金具有密度小、热膨胀系数小、耐磨性好以及良好的铸造性能等优点，因此在航空航天、汽车、机械制造等行业中得到广泛的应用，特别是在耐磨性要求高和热膨胀要求高的铸件上得到了应用。但是，铸造时，过量的硅在凝固过程中以初生硅和共晶硅的形式存在。初生硅一般呈粗大的多边形片形状，会严重的降低合金的机械力学性能与加工性能。因此，如何改变过共晶铝硅合金中初生硅的尺寸形貌是长期以来提高合金性能的主要而且有效的方法。实践证明，对此类合金采取"变质处理"来细化初生硅和共晶硅组织可以明显提高机械性能。由于该技术具有良好的工艺操控性和产品质量可靠等优势，已经成为一种最常用、最有效的方法。
2、目前过共晶铸造铝硅合金一般用磷作为变质剂来细化初生硅。一般而言，生产中是先把铝和磷做成含磷1到5wt％的铝磷合金，然后再把少量的铝磷合金加入到铝硅合金熔体中进行细化和变质。也有先做成含磷1到10wt％的硅磷合金，含磷1到10wt％的铝硅磷合金，含磷1到20wt％的铝磷合金等等，然后再把少量的特殊合金加入到铝硅合金熔体中进行细化和变质。目前，采用磷细化初生硅已经在工业界得到广泛应用。一般认为磷能变质初生硅是因为铝液与磷反应生成alp化合物，其熔点高于1000℃，与初生硅的晶格类型相同，晶格常数比较相近(a1p为si为)。可以实现初生硅的异质形核，从而达到细化初生硅的目的。然而，磷变质处理存在诸多问题，例如磷的吸收率受工艺条件的限制，变质效果不
3、近年来，硫化锌作为一种新型变质剂在变质初生硅方面也得到应用。硫化锌在1020℃以下以β变体形式存在，与硅的晶格类型和晶格常数十分相似(zns为si为)，非常符合初生硅异质形核核心的要求。但是，硫化锌粉末和铝硅合金熔体不润湿，而且硫化锌粉体的比重和铝硅合金熔体的比重差异大，实际应用过程中难以把硫化锌粉末按照需要加入到铝硅合金熔体中从而起到预想的变质效果。因此，如何把硫化锌粉末加入到过共晶铝硅合金熔体中是一个技术困难，也是制约新型变质剂应用的关键。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的就是为了克服上述含磷合金和硫化锌变质剂各自存在的技术不足，提供一种新型复合变质剂来细化过共晶铝硅合金中的初生硅。在过共晶铝硅合金熔铸时，通过新型复合变质剂提供大量初生硅的形核核心，达到细化过共晶铝硅合金中初生硅相的目的。本专利技术的另外一个目的是提供一种变质剂的制造方法。该方法可以控制变质剂中有效颗粒的尺寸，使变质剂的功效发挥到最大。
2、本专利技术的技术方案：一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂，主要由两部分粉末组成，一部分是含磷合金粉末，质量分数为75％-95％，另一部分是硫化锌粉末或含有硫化锌的粉末，质量分数为5％–25％；所述含磷合金中磷占含磷合金粉末的质量分数为1–5％。
3、所述含有硫化锌的粉末为含有硫化锌的合金粉末或含有硫化锌的化合物粉末。
4、所述含磷合金为铝磷合金、铝硅磷合金、硅磷合金。
5、一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，将含磷合金粉末和含硫化锌粉末根据磷与硫化锌的质量分数比例混合后，通过高温、挤压成丝线材或者块状材料，得到过共晶铝硅合金用的复合变质剂。
6、所述高温温度为200-450℃。采用加热温度和变形比的合理结合，就可以得到适合的晶粒来达到优化的变质效果。
7、所述含磷合金粉末为铝磷合金时，含磷合金粉末的制备方法为：按照纯铝质量分数为90.0–96.0，磷铁合金质量分数为4.0–10.0的质量比配料，其中磷占磷铁合金的质量分数为24.0–30.0；将纯铝熔化至850℃–1150℃后加入磷铁合金，保温并搅拌5–30分钟反应形成高熔点的alp颗粒并过滤；过滤挡板上为含有alp颗粒的铝磷合金；所述铝磷合金的化学成分wt.％为：铝93.0–98.0，磷1.0–10.0，铁<1.0，硅<0.1。铝磷合金的含磷量高低可通过调整磷铁合金的加入量和控制过滤装置中上、下两部分熔体体积来实现。最后，将上部熔体引入吹粉机中，制成不同大小颗粒的合金粉末。
8、一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂的应用，将所述过共晶铝硅合金用的复合变质剂加入到过共晶铝硅合金熔体中，凝固后在过共晶铝硅合金中形成细化的初生硅；加入的过共晶铝硅合金用的复合变质剂量为过共晶铝硅合金熔体质量的0.1％–1％。
9、根据本专利技术的原理，其他的含铝和磷的合金粉末也可以使用，比如铝硅磷合金粉末等等具有同等效用。
10、本专利技术的有益效果：采用本专利技术的方法，复合变质剂直接通过粉末冶金形成，将磷和硫化锌彼此配合，克服其本身在变质处理中的缺点。经本专利技术符合变质剂变质后的过共晶铝硅合金，综合磷的高效简洁和硫化锌的稳定；达到最优变质效果时需要的变质剂量非常少，操作简单安全，不会引入杂质元素；变质后的过共晶铝硅合金中90％以上的初生硅尺寸不大于35微米，形貌以颗粒为主、且分散均匀，从而显著改变合金的性能。因此合金铸件的性能均匀，具有耐高温、耐磨性高，尺寸稳定性好、切削加工性能好等优点。
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1.一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，主要由两部分粉末组成，一部分是含磷合金粉末，质量分数为75％-95％，另一部分是硫化锌粉末或含有硫化锌的粉末，质量分数为5％–25％；所述含磷合金中磷占含磷合金粉末的质量分数为1％–5％。
2.根据权利要求1所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，所述含有硫化锌的粉末为含有硫化锌的合金粉末或含有硫化锌的化合物粉末。
3.根据权利要求1或2所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，所述含磷合金为铝磷合金、铝硅磷合金、硅磷合金。
4.一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，其特征在于，将含磷合金粉末和含硫化锌粉末根据质量分数比例混合后，通过高温、挤压成丝线材或者块状材料，得到过共晶铝硅合金用的复合变质剂。
5.根据权利要求4所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，其特征在于，所述高温温度为200-450℃。
6.根据权利要求4或5所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，其特征在于，所述含磷合金粉末为铝磷合金时，含磷合金粉末的制备方法为：按照纯铝质
7.一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂的应用，其特征在于，将所述过共晶铝硅合金用的复合变质剂加入到过共晶铝硅合金熔体中，凝固后在过共晶铝硅合金中形成细化的初生硅；加入的过共晶铝硅合金用的复合变质剂量为过共晶铝硅合金熔体质量的0.1％–1％。
...【技术特征摘要】
1.一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，主要由两部分粉末组成，一部分是含磷合金粉末，质量分数为75％-95％，另一部分是硫化锌粉末或含有硫化锌的粉末，质量分数为5％–25％；所述含磷合金中磷占含磷合金粉末的质量分数为1％–5％。
2.根据权利要求1所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，所述含有硫化锌的粉末为含有硫化锌的合金粉末或含有硫化锌的化合物粉末。
3.根据权利要求1或2所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂，其特征在于，所述含磷合金为铝磷合金、铝硅磷合金、硅磷合金。
4.一种过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，其特征在于，将含磷合金粉末和含硫化锌粉末根据质量分数比例混合后，通过高温、挤压成丝线材或者块状材料，得到过共晶铝硅合金用的复合变质剂。
5.根据权利要求4所述的过共晶铝硅合金用的复合变质剂的制备方法，其特征在于，所述高温温...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹三清，龙庆华，张二林，梁树华，
申请(专利权)人：深圳市英伦博创轻合金技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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