专利名称：一种低熔点铜-磷基中间合金及其制备方法
技术领域：
本发明属金属材料领域，特别是涉及一种用于细化铝-硅合金中初晶硅的低熔点铜-磷基中间合金及其制备方法。
背景技术：
铝-硅合金中的初晶硅只有经过细化后才能使此类合金具有应用价值。工业生产中一般采用加入磷的方法来细化初晶硅(亦称变质处理)，主要是以赤磷、磷盐或铜-磷中间合金等形式加入。但这些方法都存在着许多缺点赤磷的燃点低(240℃)，运送不安全，且变质时反应剧烈，产生大量有毒的P2O5气体，严重地污染环境；磷盐效果不稳定，使用过程中也存在环境污染问题；铜-磷中间合金熔点高，加入到铝合金中后难熔化，易偏析，效果不稳定。为此，国内外进行了长期的探索，试图寻求一种理想的低熔点、细化初晶硅的铜-磷基中间合金。专利号为ZL 01 1 07704.2的中国专利报道了铝-铜-磷中间合金及其制备方法，由90.0-97.0％铝，2.0-6.0％磷，0.5-5.0％铜组成，通过熔铸法制备。用该发明方法制备的铝-铜-磷中间合金在对铝-硅合金进行变质处理时，较好地解决了污染问题，但含磷量较低，为0.5-5％，在使用时加入量较大。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种无污染、含磷量高、熔点低、且使用方便的铜-磷基中间合金及其制备方法。
本发明是通过以下方式实现的
铜-磷基中间合金，包括铜和磷，其特征是它还包括镍、硅、锑、铋、锰和银，各组分的质量百分比为铜70.00-90.00，磷6.00-18.00，硅0.01-10.00，镍0.01-5.00，锑0.01-5.00，铋0.01-2.00，锰0.01-2.00，银0.001-0.01。
上述铜-磷基中间合金的制备方法，是通过以下步骤实现的(1)按电解纯铜70.0～90.0％、赤磷6.0～18.0％、结晶硅0.01～10.0％、电解镍0.01～5.00％、纯锑0.01～5.0％、纯铋0.01～2.00％、纯锰0.01～2.0％、银0.001～0.01％的质量百分比称取原料；(2)将结晶硅粉碎成直径为1毫米以下的颗粒，并与赤磷粉混合均匀，然后用铜箔包好；(3)在熔炼炉中将电解纯铜熔化至1100℃～1400℃，首先将包好的结晶硅与赤磷的混合粉压入到铜熔体中，然后依次加入已称取好的镍、锑、铋、锰和银原料，迅速搅拌至反应完全；(4)直接浇注成锭或用雾化设备制成细小的颗粒状。
该中间合金具有熔点低(640℃～700℃)、密度比铜-磷中间合金小、含磷量比铜-磷中间合金高(可达18％)和变质效果稳定等优点。在加入量为0.3％的情况下，可使铝-硅合金中初晶硅的尺寸由150μm以上细化到50μm以下，是一种新型高效的铝-硅合金变质剂。
具体实施例方式
下面给出本发明的两个最佳实施例
实施例1(1)首先按电解纯铜80.00％、赤磷11.00％、结晶硅5.00％、电解镍2.00％、纯锑2.00％、纯铋0.60％、纯锰0.40％的质量比称取原料；(2)将结晶硅粉碎成直径在为1毫米以下的颗粒，并与赤磷粉混合均匀，然后用铜箔包好；(3)将工业纯铜熔化并升温至1250℃，首先将包好的结晶硅与赤磷的混合粉压入到铜熔体中并直至反应完全，然后依次加入已称取好的电解镍、纯锑和纯锰原料，迅速搅拌至反应完全；(4)直接浇注成锭或用雾化设备等制成细小的颗粒状。
按照上述配比得到一种最佳成分的铜-磷基中间合金，其化学成分(质量百分比)为磷10，硅5％，镍2，锑2，铋0.60，锰0.40％，余为铜。
实施例2(1)首先按电解纯铜79.00％、赤磷10.00％、结晶硅4.00％、纯锑4.00％、电解镍3.00％、纯铋0.98％、银0.02％的质量比称取原料；(2)将结晶硅粉碎成直径在为1毫米以下的颗粒，并与赤磷粉混合均匀，然后用铜箔包好；(3)将工业纯铜熔化并升温至1250℃，首先将包好的结晶硅与赤磷的混合粉压入到铜熔体中并直至反应完全，然后依次加入已称取好的电解镍、纯锑、纯铋和银原料，迅速搅拌至反应完全；(4)直接浇注成锭或用雾化设备等制成细小的颗粒状。
按照上述配比得到一种最佳成分的铜-磷基中间合金，其化学成分(质量百分比)为磷9，硅4，锑4，镍3，铋0.98，银0.02％，余为铜。
权利要求
1.一种低熔点铜-磷基中间合金，包括铜和磷，其特征是它还包括镍、锑、铋、硅、锰和银，各组分的质量百分比为铜70.00-90.00，磷6.00-18.00，硅0.01-10.00，镍0.01-5.00，锑0.01-5.00，铋0.01-2.00，锰0.01-2.00，银0.001-0.01。
2.制备权利要求1所述低熔点铜-磷基中间合金的方法，其特征是包括以下步骤(1)按电解纯铜70.0～90.0％、赤磷6.0～18.0％、结晶硅0.01～10.00％、电解镍0.01～5.00％、纯锑0.01～5.0％、纯铋0.01～2.00％、纯锰0.01～2.0％、银0.001～0.01％的质量百分比称取原料；(2)将结晶硅粉碎成直径在为1毫米以下的颗粒，并与赤磷粉混合均匀，然后用铜箔包好；(3)在熔炼炉中将纯铜熔化至1100℃～1400℃，首先将包好的结晶硅与赤磷的混合粉压入到铜熔体中并直至反应完全，然后依次加入已称取好的镍、锑、铋、锰和银，迅速搅拌至反应完全；(4)直接浇注成锭或用雾化设备等制成细小的颗粒状。
全文摘要
本发明涉及一种用于细化铝－硅合金中初晶硅的低熔点铜－磷基中间合金及其制备方法。该中间合金的化学组成为铜、磷、硅、镍、锑、铋、锰和银。制备步骤是按比例准备好工业纯铜、赤磷、结晶硅、电解镍、纯锑、纯铋、电解锰和银；将结晶硅粉碎成颗粒，并与赤磷粉混合均匀，然后用铜箔包好；在熔炼炉中将电解纯铜熔化，然后依次加入已称取好的镍、锑、铋、锰和银，迅速搅拌至完全反应，直接浇注成锭或用雾化设备制成细小的颗粒状。该中间合金在使用过程中无污染，密度低，熔点低，熔化速度快，变质效果稳定、长效，可取代铜－磷中间合金。
文档编号C22C9/00GK1540011SQ20031010544
公开日2004年10月27日 申请日期2003年10月27日 优先权日2003年10月27日
发明者刘相法, 武玉英, 刘相俊, 乔进国, 边秀房 申请人:山东大学