[发明专利]一种锑变质铝合金中金属锑的加入方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金领域，涉及铸造铝合金的冶金，尤其是一种锑变质铝合金中金属锑的加入方法。

背景技术

铸造铝合金在凝固时，由于要形成粗大的结晶硅, 使合金机械性能恶化。为了改善合金的机械性能，一般对含Si>6%的铝硅合金都要进行变质处理，以细化固溶体及初生硅。目前，传统的变质处理方法是采用钠及钠盐变质，该方法虽能有效地对共晶体进行细化，但在工艺和合金质量上存在不少问题， 如铸件易产生皮下气孔，变质有效时间短、对铁质坩埚有腐蚀作用等。

近年来的研究发现，锶变质效果好，且具有长效性；锶比钠更能使初生α相细小、均匀，共晶硅由长纤维状变成短珊瑚状，使共晶硅端部圆钝化，由此可改善合金的强度，尤其是屈服强度和伸长率。因此实际生产中有用Al-Sr中间合金替代钠盐变质剂的趋势。但是，在对铝合金力学性能要求较高的汽车、摩托车铝合金结构件制造中，锶变质由于易吸气以及与C₂Cl₆等精炼剂发生反应中容易产生表面缺陷等，在该领域并不是最理想的变质剂。

锑变质的铝硅合金热处理以后的抗拉强度和伸长率等力学性能都优于锶变质的合金。而且，锑在我国蕴藏量十分丰富, 开采量大,价格低廉，生产工艺方法简便，且变质效果具有长效性，因此它是一种十分理想的变质剂。

使用锑变质时，锑的加入量为一般为0.1%～0.4%，锑的密度为6.67 g/cm³，比铝大2.5倍， 直接加入铝液中，会产生重度偏析，不易控制成分，故一般以Al-Sb中间合金的形式在精炼后加入。但是Al-Sb中间合金的配制增加了生产工艺流程，造成能源的二次消耗。因此，能否寻找一种方法在减少中间合金二次熔炼的前提下，又能保证消除纯金属锑直接加入到铝液中造成的偏析危害，是一个十分具有意义的课题。

通过检索，尚未发现与本专利申请相关的公开专利文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种锑变质铝合金中金属锑的加入方法，实现用金属锑代替铝锑中间合金生产锑变质铝合金，实现了工业生产过程中的节能减排，并提高了合金的洁净度，提高铝合金质量的前提下，大大降低了生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种锑变质铝合金中金属锑的加入方法，步骤是：

⑴称取冶炼铝合金的原料以及金属锑，其中金属锑是破碎好的小块状，其中对上述所有原料进行预热处理；

⑵在熔炼炉中加入步骤⑴中预热好的铝合金原料，并随炉体一起升温；

⑶待炉内金属完全熔化后，调整铝液温度至740～780℃之间；

⑷把破碎好的金属锑块放入钟罩内，用搅拌大耙悬挂钟罩，在铝液中往复搅拌3～5分钟，便于金属锑均匀进入铝液中；待金属锑完全熔化后，取下钟罩，用搅拌耙均匀搅拌合金3～5分钟；

⑸加锑完成后，按需加入其它金属或中间合金，除渣、除气后进行成分、针孔、金相组织及力学性能检测。

而且，所述冶炼铝合金的原料包括重熔铝锭、金属硅。

而且，所述金属锑的添加量为铝合金原料总重的0.1-0.4%。

而且，所述钟罩底部和侧部均设置有溶解后金属锑流出的小孔。

本发明的优点和有益效果为：

1、本发明使用纯金属锑省去了锑中间的熔制过程，减少了锑的二次熔炼，提高了熔体的纯净度，所制造铝合金的力学性能优于铝锑中间合金变质的铝合金，抗拉强度可达210～215Mpa，延伸率可达12～15%。

2、本发明使用金属锑代替铝锑中间合金对铝合金进行变质处理，省去了铝锑中间合金的制备过程，缩短了合金熔制的流程，促进节能减排。

3、本发明元素成分均匀，变质效果具有长效性，变质工艺简便可靠, 变质剂的加入范圈宽, 在0.1%～0.4%之间都能获得良好变质效果，克服了在铝合金熔体中直接加入金属锑成分不易控制的难题。

4、由于我国锑的资源丰富, 价格低廉，直接使用金属锑，可大大节约材料采购成本。

附图说明

图1为本发明金属锑变质前、后金相组织对比图，其中图1a为变质前，图1b为变质后；

图2为本发明与传统工艺（铝锑中间合金变质）的合金力学性能对比图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

下面以铝合金BL.AS7G03产品的生产为例，进行本发明具体实例的详述：