阅读说明：本技术 一种高硅铝合金材料熔化压铸工艺 (Melting and die-casting process for high-silicon aluminum alloy material ) 是由 辛晓光 于 2020-07-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种高硅铝合金材料熔化压铸工艺,包括以下步骤：(1)将铝锭与回炉料按(6-7):(2-5)质量比混合,并在不低于850℃下熔炼,出炉得到物料A；(2)在物料A中吹入氮气进行精炼,再加入变质剂进行变质处理得到物料B；(3)将物料B进行压铸处理,其温度控制在780℃以上；(4)将压铸处理后的物料B去除浇口,清理飞边毛刺,抛丸处理,得到所述的高硅铝合金材料。本发明中通过控制熔炼和压铸的温度,得到的高硅铝合金材料具有较高的耐磨性能,且本发明中的工艺简单,更加适用于大工业化生产。(The invention discloses a melting and die-casting process of a high-silicon aluminum alloy material, which comprises the following steps of: (1) mixing an aluminum ingot with a foundry returns according to the mass ratio of (6-7) to (2-5), smelting at the temperature of not less than 850 ℃, and discharging to obtain a material A; (2) blowing nitrogen into the material A for refining, and then adding a modifier for modification treatment to obtain a material B; (3) carrying out die-casting treatment on the material B, wherein the temperature is controlled to be above 780 ℃; (4) and removing a pouring gate of the material B after the die casting treatment, cleaning burrs and fins, and performing shot blasting treatment to obtain the high-silicon aluminum alloy material. The high-silicon aluminum alloy material obtained by controlling the smelting and die-casting temperatures has higher wear resistance, and the process is simple and is more suitable for large-scale industrial production.)

一种高硅铝合金材料熔化压铸工艺

技术领域

本发明涉及有色合金压力铸造技术领域，更具体的说是涉及一种高硅铝合金材料熔化压铸工艺。

背景技术

铝硅合金由于具有密度小、流动性好、比强度高等优点，广泛用于航空航天、石化、汽车、机械、民用等领域。然而，现有铝硅合金材料通常包括铝、硅、镁、铁、铜、锌等成分，由于合金中各元素的含量不同，因此各元素在合金中空间分布差异较大，导致各合金综合性能不同，特别是力学性能上差异较大。

此外，铝硅合金是一种以铝、硅为主成分的锻造和铸造合金，一般含硅11％，同时加入少量铜、铁、镍以提高强度。

目前，铝硅合金有以下用途：1、在含硅量超过Al-Si共晶点(硅11.7％)的铝硅合金中，硅的颗粒可明显提高合金的耐磨性，组成一类用途很广的耐磨合金。2、用于制造低中强度的形状复杂的铸件，如盖板、电机壳、托架等，也用作钎焊焊料。3、铝硅合金是一种强复合脱氧剂，在炼钢过程中代替纯铝可提高脱氧剂利用率，并可净化钢液，提高钢材质量。用铝脱氧的钢锭，一般称为，镇定钢，由于铝脱氧后会被氧化成氧化铝，氧化铝可以细化奥氏体晶粒，所以铝脱氧的钢具有较好的综合力学性能。4、硅铝合金密度小，热膨胀系数低，铸造性能和抗磨性能好，用其铸造的合金铸件具有很高的抗击冲击能力和很好的高压致密性，可大大提高使用寿命，常用其生产航天飞行器和汽车零部件。且，目前现有的硅铝合金的力学性能没有达到更好的效果。

因此，如何提供一种工艺简单且能够制备得到具有良好力学性能的高硅铝合金材料及工艺简单的熔化压铸方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种工艺简单且制备得到的高硅铝合金材料具有良好的力学性能的熔化压铸工艺。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高硅铝合金材料熔化压铸工艺，包括以下步骤：

(1)将铝锭与回炉料按(6-7):(2-5)的质量比混合，并在不低于850℃下熔炼，得到物料A；

(2)在物料A中吹入氮气进行精炼，再加入变质剂进行变质处理得到物料B；

(3)将物料B进行压铸处理，其温度控制在780℃以上；

(4)将压铸处理后的物料B去除浇口，清理飞边毛刺，抛丸处理，得到所述的高硅铝合金材料。

本发明的有益效果：本发明中通过控制熔炼和压铸的温度，得到的高硅铝合金材料具有较高的耐磨性能，且本发明中的工艺简单，更加适用于大工业化生产。

优选地，铝锭与回炉料的质量比为7:3。

优选地，步骤(1)中，所述铝锭的化学成分的含量为：Si 19.2％-21％，Mg 0.7％-0.9％，Fe≤1.0％，余量为Al；所述回炉料中的化学成分的含量为：Si 19.2-21％，Mg 0.4-0.6％，Fe≤1.0％；所述熔炼温度为850℃-900℃。

采用上述技术方案的有益效果：材料中的Si能够充分熔化，晶粒均匀。

优选地，步骤(2)中，所述精炼温度为900℃-950℃，时间为3-6min，更加优选4min。

采用上述技术方案的有益效果：在上述精炼温度及时间范围内能够充分精炼有效处理材料中的杂质。

优选地，步骤(2)中，所述变质剂为AL-P合金，添加量为物料A质量的10％；所述变质处理温度为900℃-920℃，时间为为8-12min，更加优选10min。AL-P合金的添加量按照最终得到的高硅铝合金材料中P含量的2‰—4‰的水平加入。

采用上述技术方案的有益效果：细化合金的共晶组织、初晶硅，提高材料的耐磨性、稳定性。

优选地，步骤(3)中所述压铸处理过程中，物料B的温度控制在780℃-850℃，模具温度控制在180℃-260℃。

采用上述技术方案的有益效果：在上述压铸处理的温度范围内能够保证材料的流动性，控制产品内部质量。

优选地，步骤(4)，所述抛丸处理：将清理飞边毛刺后的物料B置于抛丸机中进行3-6min的抛丸处理，更加优选地4min；其中，所述抛丸机中的钢丸粒径为0.2-0.6mm。

采用上述技术方案的有益效果：采用上述抛丸处理是为了细化产品表面并获得均匀质量的产品。

优选地，步骤(4)中，所述高硅铝合金材料中初晶硅的尺寸为10-50μm，平均尺寸为15-40μm，含硅量为18-20％。

采用上述技术方案的有益效果：提高材料的耐磨性、稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为实施例1中得到的高硅铝合金材料的不同粒径的个数分布百分比线条图；

图2附图为实施例1相比图1中间隔10min之后的得到的高硅铝合金材料的不同粒径的个数分布百分比线条图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

高硅铝合金材料熔化压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铝锭与回炉料按7:3比例混合在850℃下熔炼，出炉得到物料A；

(2)在物料A中吹入氮气进行精炼，然后加入10％的AL-P合金进行变质处理得到物料B；

(3)将物料B进行压铸处理，并控制物料B温度在780℃，模具温度控制在180℃；

(4)将压铸处理后的物料B去除浇口，清理飞边毛刺，然后将清理飞边毛刺后的物料B置于抛丸机中进行4min的抛丸处理得到高硅铝合金材料；其中，抛丸机中的钢丸粒径为0.2mm。

实施例2

高硅铝合金材料熔化压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铝锭与回炉料按7:3比例混合在850℃下熔炼，出炉得到物料A；

(2)在物料A中吹入氮气进行精炼，然后加入10％的AL-P合金进行变质处理得到物料B；

(3)将物料B进行压铸处理，并控制物料B温度在850℃，模具温度控制在260℃；

(4)将压铸处理后的物料B去除浇口，清理飞边毛刺，然后将清理飞边毛刺后的物料B置于抛丸机中进行4min的抛丸处理得到高硅铝合金材料；其中，抛丸机中的钢丸粒径为0.2mm。

实施例3

高硅铝合金材料熔化压铸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将铝锭与回炉料按7:3比例混合在850℃下熔炼，出炉得到物料A；

(2)在物料A中吹入氮气进行精炼，然后加入10％的AL-P合金进行变质处理得到物料B；

(3)将物料B进行压铸处理，并控制物料B温度在815℃，模具温度控制在220℃；

(4)将压铸处理后的物料B去除浇口，清理飞边毛刺，然后将清理飞边毛刺后的物料B置于抛丸机中进行4min的抛丸处理得到高硅铝合金材料；其中，抛丸机中的钢丸粒径为0.2mm。

性能测试

关于本发明实施例1中得到的高硅铝合金材料中的初晶硅尺寸分布如表1-2。

表1颗粒大小个数分布(单位um)

序号	分类	区间	个数	个数百分比
					1	A	0～5	0	0.00％
2	B	5～10	0	0.00％
					3	C	10～15	27	8.94％
4	D	15～20	110	36.42％
					5	E	20～25	83	27.48％
6	F	25～30	43	14.24％
					7	G	30～35	19	6.29％
8	H	35～40	10	3.31％
					9	I	40～45	9	2.98％
10	J	45～50	1	0.33％
					11	K	50～100	0	0.00％

上述表格中的最大值：49.26，最小值：12.89，平均值：22.34，颗粒总数：302。图1为上述表格的粒径分布图。

表2颗粒大小个数分布(单位um)

序号	分类	区间	个数	个数百分比
					1	A	0～5	1	0.35％
2	B	5～10	0	0.00％
					3	C	10～15	28	9.79％
4	D	15～20	97	33.92％
					5	E	20～25	62	21.68％
6	F	25～30	53	18.53％
					7	G	30～35	19	6.64％
8	H	35～40	13	4.55％
					9	I	40～45	9	3.15％
10	J	45～50	4	1.40％
					11	K	50～100	0	0.00％

上述表格中的最大值：49.02，最小值：4.06，平均值：23.05，颗粒总数：286。图2为上述表格的粒径分布图。

上述表1及表2中的数据为间隔10min的数据。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。