改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法
【专利摘要】本发明涉及一种改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，具体而言是用于铝合金中有害元素Fe相的形貌控制方法，属于金属合金制备【技术领域】。本发明通过向熔体中加入合金元素Ti来消除Fe相危害，其前景广阔；Ti元素除了改变Fe相形貌，还可以与基体Al反应生成金属间化合物Al3Ti，可有效增加材料的力学性能，细化晶粒。且不会产生不良影响。
【专利说明】改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，具体而言是用于铝合金中有害兀素Fe相的形貌控制方法,属于金属合金制备【技术领域】。
【背景技术】
[0002]铝合金具有许多良好的物理性能，如密度小，比强度高，延伸率好，可塑性好等特点，然而铝合金中不可避免的附带有一定含量的Fe元素，由于Fe元素在铝合金中的溶解度很低，因此在最后凝固的组织中，必然形成Al-S1-Fe相，其在铝合金组织中主要以a -Al8SiFe2相存在，形貌为针尖状。这使得铝基体受力的时候，容易在针尖处产生应力集中，成为裂纹源，使得材料性能下降。同时在铝基体变形过程中由于a-Al8SiFe2相又脆又硬，使得其针尖割裂基体，促使裂纹扩展，从而加速了材料失效。而一般在工业生产中，除铁的方法有两种:一种是靠稀释方法使得Fe含量降低，但是稀释过程不好控制，而且Fe相的危害不能消除。另一种是采用过滤的方法，可有效降低Fe相的危害，但是成本过于高昂，不利于大规模生产。因此通过向熔体中加入合金元素Ti来消除Fe相危害的方法)，其前景非常广阔。Ti元素除了改变Fe相形貌，还可以与基体Al反应生成金属间化合物Al3Ti,可有效增加材料的力学性能，细化晶粒。且不会产生不良影响。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服上述不足之处，方便、有效的降低Al-Mg-Si系合金中Fe相的危害作用，提高材料的力学性能与抗腐蚀能力。
[0004]按照本发明提供的技术方案，改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，步骤为:将Al-Mg-Si系合金在780-800°C下熔化，加入纯Ti粉末，纯Ti粉末:Fe质量比为I~2:1 ；以400-500r/min的速度搅拌并保温，保温温度为750_800°C，保温时间为10_20min，即可用
于烧铸。
[0005]所述Al-Mg-Si系合金中，各成分的质量百分比为:Si ;6.5%-7.5%，Mg:
0.25%-0.45%, Fe<2%, Μη〈0.05%, Ζη〈0.05%, Cu〈0.1%，余量为 Al。
[0006]搅拌方式为机械搅拌，桨叶与搅拌杆表面涂覆ZnO涂料，防止引入更多的Fe相，并在使用之前烘烤至熔体温度，防止熔体温度骤降。
[0007]Al-Mg-Si系合金熔化后，采用ZnCl2固体或纯氮气对熔体进行除气。
[0008]搅拌方式为机械搅拌，桨叶与搅拌杆表面涂覆ZnO涂料，防止引入更多的Fe相，并在使用之前烘烤至熔体温度。防止熔体温度骤降。
[0009]熔体除气可以使用ZnCl2固体，也可以使用纯氮气，用于除去熔体中的H元素和因高温与搅拌导致的熔体吸气。
[0010]应用本发明制备的合金，其Fe相由针尖状P-Al5FeSi变化为汉字状(或骨骼状)a -Al8SiFe2，有效降低Fe相的危害，而且该发明使用方法简单，加入的Ti对铝合金来说是有益元素，不会产生危害。[0011]本发明的有益效果:本发明通过向熔体中加入合金元素Ti来消除Fe相危害，其前景广阔；Ti元素除了改变Fe相形貌，还可以与基体Al反应生成金属间化合物Al3Ti，可有效增加材料的力学性能，细化晶粒。且不会产生不良影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1对比例I的合金铸态金相显微组织图。
[0013]图2实施例1的合金铸态金相显微组织图。
【具体实施方式】
[0014]实施例1
将Al-Mg-Si系合金在800°C下熔化，加入纯Ti粉末，纯Ti粉末:Fe质量比为1:1 ;以400r/min的速度搅拌并保温，保温温度为750°C，保温时间为20min，即可用于浇铸。
[0015]之后用ZnCl2除气并精炼扒渣，然后浇入铜模，冷却后脱模。所得铝合金的铸态金相显微组织图见附图2。
[0016]所述Al-Mg-Si系合金中，各成分的质量百分比为=Si ； 7.5%, Mg: 0.45%，Fe〈2%，Μη〈0.05%, Ζη〈0.05%, Cu〈0.1%，余量为 Al。
[0017]实施例2
将Al-Mg-Si系合金在780°C下熔化，加入纯Ti粉末，纯Ti粉末:Fe质量比为2:1 ;以400r/min的速度搅拌并保温，保温温度为800°C，保温时间为lOmin，即可用于浇铸。
[0018]所述Al-Mg-Si系合金中，各成分的质量百分比为:Si ；6.5%，Mg:0.25%，Fe〈2%，Μη〈0.05%, Ζη〈0.05%, Cu〈0.1%，余量为 Al。
[0019]实施例3
将Al-Mg-Si系合金在790°C下熔化，加入纯Ti粉末，纯Ti粉末:Fe质量比为1.5:1 ;以450r/min的速度搅拌并保温，保温温度为780°C，保温时间为10_20min，即可用于浇铸。
[0020]所述Al-Mg-Si系合金中，各成分的质量百分比为:Si ;7%，Mg:0.35%，Fe〈2%，Μη〈0.05%, Ζη〈0.05%, Cu〈0.1%，余量为 Al。
[0021]对比例I
将Al-Mg-Si合金放入石墨粘土坩埚中，在电阻炉中熔炼，熔炼温度为800°C，熔化后用机械搅拌桨搅拌，并在760°C下保温lOmin。之后用ZnCl2除气并精炼扒渣，然后浇入铜模，冷却后脱模。所得铝合金的铸态金相显微组织图见附图1。
[0022]通过对比例I (图1)和实施例1 (图2)。可以发现添加Ti元素可有效改变Fe相形貌。
【权利要求】
1.改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，其特征是步骤为:将Al-Mg-Si系合金在780-800°C下熔化，加入纯Ti粉末，纯Ti粉末:Fe质量比为I~2:1 ;以400_500r/min的速度搅拌并保温，保温温度为750-800°C，保温时间为10-20min，即可用于浇铸。
2.如权利要求1所述改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，其特征是:所述Al-Mg-Si 系合金中，各成分的质量百分比为:Si ;6.5%-7.5%，Mg:0.25%_0.45%，Fe〈2%，Μη〈0.05%, Ζη〈0.05%, Cu〈0.1%，余量为 Al。
3.如权利要求1所述改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，其特征是:搅拌方式为机械搅拌，桨叶与搅拌杆表面涂覆ZnO涂料，防止引入更多的Fe相，并在使用之前烘烤至熔体温度，防止熔体温度骤降。
4.如权利要求1所述改变Al-Mg-Si系合金中Fe相形貌的方法，其特征是=Al-Mg-Si系合金熔化后，采用ZnCl`2固体或纯氮气对熔体进行除气。
【文档编号】C22C21/02GK103695675SQ201310739432
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月27日 优先权日:2013年12月27日
【发明者】谢建林, 杨涛 申请人:江苏中联铝业有限公司