专利名称：一种磷化物变质剂的制作方法
技术领域：
一种磷化物变质剂，涉及一种汽车活塞用耐磨铝硅合金的磷变质剂。
背景技术：
过共晶铝硅合金比重小、热膨胀系数低、尺寸稳定性好、导热能力强、耐 磨性能优异，是一种重要的铸造合金，广泛应用在航天航空、交通运输、机械 加工行业，尤其是汽车行业，是理想的活塞材料，可替代钢铁，显著减轻零件
重量，符合国家大力提倡的"节能减排"的需要。早在30年代，日本就将过共晶 铝硅合金用于车辆制造，在澳大利亚，该合金用于制作全铝汽车汽缸铸件，美 国、德国、法国、前苏联也有类似牌号。
由于原始组织的硅相粗大，材料的性能严重降低，采用磷进行变质是迄今
为止最常用和有效的解决方法。磷变质剂的种类主要有赤磷、磷化物、含磷 中间合金等。
赤磷虽有较好的细化作用，但由于磷的燃点和升华温度低，细化处理时燃 烧激烈，产生大量有毒的P205烟雾，虽与熔剂等其它成分混合压块后压入熔体， 但仍会冒出大量烟气，致使吸收率低，环境污染大。同时赤磷燃点低储运也不 安全，因此已逐渐被淘汰。
含磷的中间合金主要是磷-铜中间合金，以及铝-磷-铜、镍-磷-铜(-X)等
在前者基础上改进的中间合金，主要用于含铜过共晶铝硅合金。破碎成一定块 度后尽快使用，以防止其表面氧化。刘相法等(中国专利，铝-磷-铜中间合金及
其制备方法，专利号ZL 01107704.2)发明了一种含铜的铝磷中间合金，变质剂 加入温度高达100CTC。刘相法等(中国专利， 一种低熔点铜-磷基中间合金及其 制备方法，ZL 200310105444.3)在铜-磷中间合金的基础上，1100-140CTC时
在纯铜中，加入硅、磷、镍、锑、铋、锰或银等，制备熔点较低(640-70CTC) 的中间合金。中间合金的缺点是熔点高，流程长，能耗高。 另外，还可以采用磷的化合物来变质初晶硅，女B PNC1、 P203+A1P04等。吴 树森等(中国专利，铸造高硅铝硅合金的双重变质剂，专利号ZL 00131196.4) 发明了一种含磷和锶的变质剂，采用磷盐(如PCIs或PNCI2)加磷。这些磷盐 变质剂毒性大、变质效果不稳定，实际生产中很少使用。
由于以上变质剂的使用并不理想，制约了国内过共晶铝硅合金的工业化生产。因此，急需开发新的高效绿色磷变质剂。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效提高磷的 活性，减少磷的氧化，加快磷与铝的反应，降低加入温度，提高磷吸收率，减 小污染的磷化物变质剂。
本发明的目的通过以下技术方案实现的。
一种磷化物变质剂，其特征在于该变质剂的重量百分比组成为铝粉
5%—30%，氯化物10%-50%，氟化物5%-20%，余量为磷化物。
本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的磷化物为碱金属或碱土金 属的磷化物。
本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氯化物为氯化钾或氯化钠。 本发明的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氟化物为选自氟化钾、氟
化钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟铝酸钾或氟铝酸钠中的
一种或一种以上的混合物。
本发明的一种磷化物变质剂，适用于亚共晶铝硅合金，共晶铝硅合金及过
共晶铝硅合金的变质，及含铜及不含铜的铝硅合金的变质，可用于制备铝-磷-x
中间合金。
本发明的一种磷化物变质剂，由于原位生成磷原子，活性高，反应速度快， 加入时无烟气放出，显著减少环境污染；操作温度低，反应速度快，制备流程 短，能耗低，效率高，生产成本低；毒性小，变质效果稳定，试剂常见，易于 获得。
具体实施例方式
一种磷化物变质剂，该变质剂的重量百分比组成为铝粉5%—30%，氯化 物10%-50%，氟化物5%-20%，余量为磷化物。其中磷化物为碱金属或碱土金 属的磷化物；氯化物为氯化钾或氯化钠；氟化物为选自氟化钾、氟化钠、氟硼 酸钾、氟硼酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟铝酸钾或氟铝酸钠中的一种或一种 以上的混合物。
使用时把粉末状的磷化物与其它化合物混合均匀、在4-6MPa压力下压块 后，尽快使用，最好用时现配。变质及随后的熔炼过程中，可用惰性气体覆盖 在熔体表面，减少磷的失效。
实施例1
在坩埚中放入5.00Kg铝硅合金锭，加热。取磷化钙粉末46克，铝粉10克，氯化钾50克，氟钛酸钾20克，混匀，在5MPa下压制成块，装入塑料袋， 放在干燥器中保存。待铝合金锭熔化完全，扒去浮渣，升温至75CTC。用压板压 入块状变质剂，并轻轻摆动，待燃烧的火苗熄灭后，提起压板。用预热过的工 具搅拌合金熔液，静置30分钟，取样1。再静置30分钟，浇铸，取样2。对样 品1和样品2进行金相分析，硅相分布均匀，样品1中初晶硅平均大小35微米， 样品2中初晶硅平均大小30微米，两个样品均符合以下条件100倍下，同一 视野中，大于50微米的初晶硅不超过1个，无超过70微米的初晶硅。 实施例2
在坩埚中放入10.00Kg铝硅合金锭，加热。取磷化钠粉末25克，铝粉5克， 氯化钾27.5克，氯化钠22.5克，氟硼酸钾10克，氟铝酸钾10克，混匀，在 6MPa下压制成块，装入塑料袋，放在干燥器中保存。待铝合金锭熔化完全，扒 去浮渣，升温至75CTC。用压板压入块状变质剂，并轻轻摆动，待燃烧的火苗熄 灭后，提起压板。用预热过的工具搅拌合金熔液，静置30分钟，取样1。再静 置30分钟，浇铸，取样2。对样品1和样品2进行金相分析，硅相分布均匀， 样品1中初晶硅平均大小32微米，样品2中初晶硅平均大小30微米，两个样 品均符合以下条件100倍下，同一视野中，大于50微米的初晶硅不超过1个， 无超过70微米的初晶硅。 实施例3
在坩埚中放入20.00Kg铝硅合金锭，加热。取磷化钙粉末59克，铝粉44 克，氯化钠15克，氟钛酸钾15克，氟铝酸钾15克，混匀，在5MPa下压制
成块，装入塑料袋，放在干燥器中保存。待铝合金锭熔化完全，扒去浮渣，升 温至75(TC。在熔体表面通入氩气，用压板压入块状变质剂，并轻轻摆动，待燃 烧的火苗熄灭后，提起压板。用预热过的工具搅拌合金熔液，静置30分钟，取 样1。再静置30分钟，浇铸，取样2。对样品1和样品2进行金相分析，硅相 分布均匀，样品1中初晶硅平均大小33微米，样品2中初晶硅平均大小28微 米，两个样品均符合以下条件100倍下，同一视野中，大于50微米的初晶硅 不超过1个，无超过70微米的初晶硅。 实施例4
在坩埚中放入3.00Kg铝硅合金锭，加热。取磷化钙粉末18克，铝粉36克， 氯化钾60克，氟铝酸钾6克，混匀，在4MPa下压制成块，装入塑料袋，放在 干燥器中保存。待铝合金锭熔化完全，扒去浮渣，升温至72CTC。在熔体表面通 入氩气，用压板压入块状变质剂，并轻轻摆动，待燃烧的火苗熄灭后，提起压板。用预热过的工具搅拌合金熔液，把熔液升温至80(TC，静置30分钟，降温 至70CTC取样1。再静置30分钟，浇铸，取样2。对样品1和样品2进行金相 分析，硅相分布均匀，样品1中初晶硅平均大小25微米，样品2中初晶硅平均 大小22微米，两个样品均符合以下条件100倍下，同一视野中，大于50微 米的初晶硅不超过1个，无超过70微米的初晶硅。
权利要求
1.一种磷化物变质剂，其特征在于该变质剂的重量百分比组成为铝粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，余量为磷化物。
2. 根据权利要求1所述的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的磷化物为碱 金属或碱土金属的磷化物。
3.根据权利要求1所述的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氯化物为氯 化钾或氯化钠。
4.根据权利要求1所述的一种磷化物变质剂，其特征在于所述的氟化物为选 自氟化钾、氟化钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟钛酸钾、氟钛酸钠、氟铝酸钾或 氟铝酸钠中的一种或一种以上的混合物。
全文摘要
一种磷化物变质剂，涉及一种汽车活塞用耐磨铝硅合金的磷变质剂。其特征在于该变质剂的重量百分比组成为铝粉5％-30％，氯化物10％-50％，氟化物5％-20％，余量为磷化物。本发明的一种磷化物变质剂，由于原位生成磷原子，活性高，反应速度快，加入时无烟气放出，显著减少环境污染；操作温度低，反应速度快，制备流程短，能耗低，效率高，生产成本低；毒性小，变质效果稳定，试剂常见，易于获得。
文档编号C22C21/02GK101580908SQ20091008774
公开日2009年11月18日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者任智森, 英 张, 阳 肖 申请人:中国铝业股份有限公司