[发明专利]高硅铝合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体而言，本发明涉及高硅铝合金及其制备方法。

背景技术

目前，随着科技的发展，铝合金在国民经济和日常生活中因其密度低、强度好、耐腐蚀性好、导电和导热性能良好、可铸造、可焊接以及良好加工性能等优良品质而得到广泛的应用，囊括了交通运输、包装容器、建筑装饰、航空航天、机械电器、电子通讯、石油化工、能源动力、文化卫生等行业，成为发展国民经济与提高人民物质和文化生活的重要基础材料。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种高硅铝合金及其制备方法。利用该方法可以制备得到硅含量为50％以上的硅铝合金。

首先，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种高硅铝合金，包含：40-55重量％的硅和45-60重量％的铝。由此该高硅铝合金具有良好的铸造耐磨性、抗腐蚀性、较大的抗拉强度以及具有热膨胀系数小、机械加工性能良好的优点。

在本发明的一些实施例中，上述高硅铝合金包含：49-55重量％的硅；45-58重量％的铝；0.17-0.20重量％的铁；以及110-180ppm的钙。

其次，根据本发明的另一方面，本发明还提出了制备前面所述的高硅铝合金的方法，包括：将硅熔体与铝块进行混合，以便利用所述硅熔体的热量熔化所述铝块，并得到硅铝混合熔液；将所述硅铝混合熔液进行浇铸，以便获得所述高硅铝合金。

由此，本发明上述实施例的制备高硅铝合金的方法使高温的硅熔体与铝块混合，巧妙地利用高温硅熔体的余热，可以有效地制备得到硅含量达到50％的铝合金。本发明上述实施例的制备高硅铝合金的方法打破传统用中频炉对硅块进行热熔后再加入铝液的生产硅铝合金的方法束缚。充分利用生产工业硅过程中的高温硅熔体的大量热能，整个生产过程均为余热再利用过程，无需依靠动力或燃料增加热能，节约了大量能源，省略了传统工艺中的升温加热环节，显著降低了成本。

在本发明的一些实施例中，所述硅熔体来自工业生产硅过程中的高温硅熔体。

在本发明的一些实施例中，所述硅熔体的温度为1500-1550摄氏度。

在本发明的一些实施例中，将所述硅熔体与铝块在合金生产炉内进行混合。

在本发明的一些实施例中，将硅熔体与铝块进行混合按照下列步骤进行：预先将所述铝块放入所述合金生产炉内；向盛放有所述铝块的合金生产炉内浇入所述硅熔体，以及搅拌至所述铝块熔化。

在本发明的一些实施例中，所述浇铸的厚度为50-120毫米。

具体实施方式

首先，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种高硅铝合金。根据本发明具体实施例的高硅铝合金中包含：40-55重量％的硅和45-60重量％的铝。由此该高硅铝合金具有良好的铸造耐磨性、抗腐蚀性、较大的抗拉强度以及具有热膨胀系数小、机械加工性能良好的优点。

根据本发明的具体实施例，上述高硅铝合金包含：49-55重量％的硅；45-58重量％的铝；0.17-0.20重量％的铁；以及110-180ppm的钙。由此，该高硅铝合金具有良好的综合性能，例如具有良好的铸造耐磨性、抗腐蚀性、较大的抗拉强度以及具有热膨胀系数小的优点。

根据本发明的另一方面，本发明还提出了一种制备前面所述的高硅铝合金的方法。根据本发明具体实施例的制备高硅铝合金的方法包括：将硅熔体与铝块进行混合，以便利用所述硅熔体的热量熔化所述铝块，并得到硅铝混合熔液；将所述硅铝混合熔液进行浇铸，以便获得所述高硅铝合金。

由此，本发明上述实施例的制备高硅铝合金的方法使高温的硅熔体与铝块混合，巧妙地利用高温硅熔体的余热，可以有效地制备得到硅含量达到50％的铝合金。本发明上述实施例的制备高硅铝合金的方法打破传统用中频炉对硅块进行热熔后再加入铝液的生产硅铝合金的方法束缚。充分利用生产工业硅过程中的高温硅熔体的大量热能，整个生产过程均为余热再利用过程，无需依靠动力或燃料增加热能，节约了大量能源，省略了传统工艺中的升温加热环节，显著降低了成本。

根据本发明的具体实施例，在铝合金生产中，通常在电解铝液中添加高达50％的工业硅来制备高硅铝合金，但是该方法从生产工艺能耗、设备损耗、生产成本等方面考虑均不经济，具体地，该方法中柴油消耗为正常生产铝合金的2.5-3倍，电能消耗为正常生产铝合金的1.5-2倍，相比之下，本发明上述实施例的制备高硅铝合金的方法不仅工艺简单，且能耗低，进而可以显著节省成本。