专利名称：降低铝硅合金磷变质温度的方法
技术领域：
本发明涉及一种降低铝硅合金磷变质温度的方法，属于铝合金熔炼工艺。
背景技术：
过共晶铝硅合金比较常用的变质方法是向铝熔体中添加含磷变质剂，通常含磷变质剂的加入 温度都在80(TC以上，温度较高，较高的变质温度存在以下缺点磷元素烧损率大、实际吸收率 低，能耗高，产生的烟气多，工作环境差。然而，过共晶铝硅合金的铸造温度是控制在680 720 'C的，所以铝熔体在高温变质处理后，还仍然需要将温度降低到680 720'C，才能铸造。升温 降温，巨大的温度差，必然造成大量的热能浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低铝硅合金磷变质温度的方法，变质温度低，磷元素烧损 率小、实际吸收率高，而且避免了升温降温造成的热能浪费，能耗低。
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，向铝熔体中加入含磷变质剂，其特征在 于控制温度为680 720"C，同时施加感应磁场。
最好，感应磁场的磁场频率选择为1000 3000Hz，磁感应强度选择为0.3 1T(特斯拉)。
本发明保持在原有添加含磷变质剂的基础上，通过施加感应磁场，形成电磁搅拌，使铝 熔体中感应出涡形电流，涡形电流在磁场下受到洛伦磁力的作用，而洛伦磁力有助于提高A1P (铝磷)质点的溶解、扩散速度及分布均匀性，从而使变质温度降低，可由800'C降低到680 720°C，与铸造温度为同一个温度，避免了升温降温的麻烦和热能浪费。在有感应磁场的作用 下，不仅降低了变质温度，而且也增强了变质效果，缩短了变质孕育时间，由30 60分钟縮 短为10 30分钟。
较多使用的含磷变质剂有铝磷中间合金变质剂、铜磷中间合金变质剂、赤磷变质剂和黄 磷变质剂等。
本发明配料和其它操作按通常的常规技术要求进行即可，感应磁场可以由增设的感应线圈获得。
本发明通过施加感应磁场，显著降低了铝硅合金磷变质温度，磷元素烧损率小、实际吸 收率高，产生的烟气少，改善了工作环境，而且避免了升温降温造成的热能浪费，能耗低。具体有益效果如下
(1) 通过施加电磁感应作用，提高含磷质点的溶解、扩散速度及分布均匀性，变质温度从 800'C降低到680°C 720°C。
(2) 由于变质温度降低，故磷元素的烧损也变少，这样就提高了磷的实际吸收率。
(3) 电磁感应作用，在降低变质温度的同时，也縮短了变质孕育时间，提高了变质效果。 初晶硅尺寸细小(平均值芸20nm)，分布均匀，且球化率高，共晶硅由针状变为短棒状。
(4) 降低变质温度，提高了磷的吸收率，减少了含磷中间合金的加入量，所以熔炼时产生 的有害烟气明显变少，改善了工作环境。
热能核算
(1) 变质温度降低80'C， 1吨铝合金节省天然气10m3,折合费用为20元。如果年产量按 IO万吨计算，那么年节省燃气费用达200万元。
(2) 变质温度降低，使磷的吸收率提高10%， 1吨该铝合金可节省中间合金变质剂3kg， 如果年产量按10万吨计算，那么年可节省中间合金变质剂300吨，折合费用900万元。
图1是在无电磁作用下800'C时磷变质过共晶铝硅合金的微观金相组织。 图2是在无电磁作用下720'C时磷变质过共晶铝硅合金的微观金相组织。 图3是在感应磁场作用下72(TC时磷变质过共晶铝硅合金的微观金相组织。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，对比图1和图2，在无感应磁场作用下，高温磷变质效果明显好于低温磷变质 效果；对比图2和图3，在同样的变质温度下，有感应磁场作用的磷变质效果明显好于无感应 磁场作用的磷变质效果，其中，感应磁场的磁场频率选择为1500Hz,磁场强度选择为0.5T; 对比图1和图3，有感应磁场作用的低温磷变质效果好于无感应磁场作用的高温磷变质效果。 综合分析图l、图2和图3所示情况，可以得出结论用含磷变质过共晶铝硅合金，同时施加 感应磁场作用，可以显著降低变质温度，而且变质效果更好。 实施例l
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，铝熔体配料为Sil8%、 Cu4.8%、 Mg 0.6%、 Mn0.05%、 Ti 0.1%和余量的Al，向铝熔体中加入铝磷中间合金变质剂，控制温度为 6卯 71(TC，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为2000Hz，磁感应强度选择为0.6T， 变质控制时间为20分钟，然后进行常规铸造即可。
实施例2
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，铝熔体配料为Si 18%、 Cu4.8%、 Mg 0.6%、 Mn0.05%、 Ti 0.1%和余量的Al，向铝熔体中加入铜磷中间合金变质剂，控制温度为 700 720'C，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为1500Hz，磁感应强度选择为0.7T， 变质控制时间为15分钟，然后进行常规铸造即可。 实施例3
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，铝熔体配料为Sil8%、 Cu4.8%、 Mg 0.6V。、 Mil 0.05%、 Ti0.1M和余量的Al，向铝熔体屮加入铝磷中间合金变质剂，控制温度为 690 710°C，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为1800Hz，磁感应强度选择为0.5T， 变质控制时间为25分钟，然后进行常规铸造即可。 实施例4
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，铝熔体配料为Si 18%、 Cu4.8%、 Mg 0.6%、 Mn0.05%、 Ti 0.1%和余量的Al,向铝熔体中加入铜磷中间合金变质剂，控制温度为 700 720°C ，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为1600Hz，磁感应强度选择为0.8T， 变质控制时间为18分钟，然后进行常规铸造即可。 实施例5
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，向铝熔体中加入铝磷中间合金变质剂， 控制温度为680 700'C，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为1300Hz，磁感应强 度选择为0.7T，变质控制时间为17分钟，然后进行常规铸造即可。 实施例6
本发明所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，向铝熔体中加入铜磷中间合金变质剂， 控制温度为690 710。C，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为2200Hz，磁感应强 度选择为O.ST，变质控制时间为26分钟，然后进行常规铸造即可。
权利要求
1、一种降低铝硅合金磷变质温度的方法，向铝熔体中加入含磷变质剂，其特征在于控制温度为680～720℃，同时施加感应磁场。
2、 根据权利要求l所述的降低铝硅合金磷变质温度的方法，其特征在于感应磁场的磁场 频率选择为1000 3000Hz，磁感应强度选择为0.3 1T。
全文摘要
本发明涉及一种降低铝硅合金磷变质温度的方法，属于铝合金熔炼工艺，向铝熔体中加入含磷变质剂，其控制温度为680～720℃，同时施加感应磁场，感应磁场的磁场频率选择为1000～3000Hz，磁感应强度选择为0.3～1T。变质温度低，磷元素烧损率小、实际吸收率高，而且避免了升温降温造成的热能浪费，能耗低。
文档编号C22C1/02GK101177743SQ20071011506
公开日2008年5月14日 申请日期2007年11月26日 优先权日2007年11月26日
发明者彬 刘, 刘俊东, 敏 孙, 孟祥永, 曹新乐 申请人:中国铝业股份有限公司