，分布均匀，平 均尺寸约为38ym，下降了约46%。
[0090] 通常认为B元素变质Mg2Si相的机制为吸附毒化。当A1-3B中间合金加入该熔体 中时发生反应，在随后的凝固过程中，B元素富集于初生Mg2Si相的周围，毒化Mg2Si相的生 长台阶，或者进入Mg2Si晶体中，造成晶格畸变，改变其表面能，抑制其择优取向生长，从而 有效地改变Mg2Si晶体的生长环境和形态。Cr在P-Fe(Al5FeSi)中的固溶度远远大于在 铝中的固溶度，所以共晶反应发生前Cr主要固溶于P-Fe(Al5FeSi)相中，并抑制其生长， 同时Cr原子向P-Fe(Al5FeSi)相内部扩散，进一步阻碍了铁原子的扩散，减缓P-Fe相的 生长，使得Fe相不易沿单一方向生长，而倾向于横向生长成为鱼骨状。
[0091] 实施例2B-Cr对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0092] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 2%，Cr:1. 0%。
[0093] 图12为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合 材料的SEM照片，对比图2未经变质处理的Mg2Si/富Fe铝基复合材料，可以看出，长针状 的P-Fe相全部转变成骨骼状的a-Fe相，Fe长度几乎未改变，但宽度增加近10倍，长径 比由20. 4减小到3. 3。变质处理后的初生Mg2Si相呈规则多边形，分布均匀，平均尺寸约为 36ym，下降了约 50 %。
[0094] 实施例3B-Cr对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0095] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 1%，Cr:0. 8%。
[0096] 图13为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合材 料的SEM照片，对比图2未经变质处理的Mg2Si/富Fe铝基复合材料，可以看出，长针状的 0 -Fe相全部转变成细小的汉子状和骨骼状的a-Fe相，尺寸有所减小，长径比减小到2. 3。 变质处理后的初生Mg2Si相呈规则多边形，分布均勾，平均尺寸约为45ym，下降了约36%。
[0097] 实施例4B-Cr对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0098] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 1%，Cr:1. 0%。
[0099] 图14为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合材 料的SEM照片，对比图2未经变质处理的Mg2Si/富Fe铝基复合材料，可以看出，长针状的 0 -Fe相全部转变成骨骼状的a-Fe相，Fe相长度和宽度均增加，长径比减小到4. 3。变质 处理后的初生Mg2Si相呈规则多边形，分布均匀，平均尺寸约为54ym。
[0100] 实施例5B-Cr-Sr对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0101] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 2%，Cr:0. 8%，Sr: 0? 1%〇
[0102] 图15为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合 材料的SEM照片，可以看出，经B-Cr-Sr复合变质后的复合材料与经B-Cr变质后的复合材 料中Fe相和Mg2Si相形貌尺寸变化不大，长针状的P-Fe相几乎全部转变成汉子状和骨骼 状的a-Fe相，且尺寸明显减小，长径比由未变质前的20. 4减小到2. 6,初生Mg2Si相呈规 则多边形，分布均匀，平均尺寸约为40ym。Sr是工业上常用的一种变质共晶Si相的元素， Sr的加入对Fe相和Mg2Si相变质效果影响不大。
[0103] 实施例6B-Cr-La对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0104] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 1%，Cr:1. 0%，La: 0? 2%〇
[0105] 图16为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合 材料的SEM照片，对比图2未经变质处理的Mg2Si/富Fe铝基复合材料，可以看出，长针状 的P-Fe相全部转变成骨骼状的a-Fe相，Fe相长度和宽度均增加，长径比减小到3. 7。变 质处理后的初生Mg2Si相呈规则多边形，分布均匀，平均尺寸约为39ym。La的加入对初生 Mg2Si相变质效果几乎无影响。
[0106] 实施例7B-Cr-Sr-La对20 %Mg2Si/富Fe铝基复合材料进行复合变质
[0107] 本实施例所采用的变质操作工艺与实施例1基本相同，不同的是添加的变质剂的 含量。本实施例所添加的细化变质剂成分及质量百分比分别为：B:0. 2%，Cr:0. 8%，Sr: 0? 08%，La:0? 2%〇
[0108] 图17为经本实施例采用的多元复合细化变质剂处理后的Mg2Si/富Fe铝基复合材 料的SEM照片，对比图2未经变质处理的Mg2Si/富Fe铝基复合材料，可以看出，长针状的 0 -Fe相全部转变成骨骼状的a-Fe相，Fe相长度变化不大，宽度有所增加，长径比减小到 2. 8。同时添加B、Cr、Sr和La变质后，初生Mg2Si相尺寸相对于添加B-Cr-Sr和B-Cr-La 反而增大，平均尺寸达到55ym。
[0109] 表1各对比例及实施例变质后的原材料的Fe相Mg2Si相尺寸
[0110]
[0112] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特征在于，包括以下步 骤： (1) 制备Mg2Si/富Fe铝基复合材料的熔体，在700~750°C保温； (2) 将细化变质剂投入步骤（1)制备的Mg2Si/富Fe铝基复合材料的熔体中，在温度 700~750°C继续保温10~20min，并搅拌； 所述细化变质剂包含Cr元素和B元素，其中Cr元素的加入量为Mg2Si/富Fe铝基复合 材料质量的〇. 8%~I. 5% ;B元素的加入量为Mg2Si/富Fe铝基复合材料质量的0. 2%~ 0. 4% ； 所述细化变质剂采用中间合金的方式加入熔体，细化变质剂在加入前在150~200°C 下预热8~IOmin ; (3) 对步骤⑵得到的熔体进行除气除杂精炼，精炼后静置2~5min出炉，扒渣浇注成 型。2. 根据权利要求1所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特 征在于，步骤（2)所述细化变质剂还包含Sr元素，Sr元素的加入量为Mg 2Si/富Fe铝基复 合材料质量的〇. 08~0. 15%。3. 根据权利要求1或2所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法， 其特征在于，步骤（2)所述细化变质剂还包含La元素，La元素的加入量为Mg 2Si/富Fe铝 基复合材料质量的〇. 2~0. 4%。4. 根据权利要求1所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特 征在于，所述细化变质剂采用中间合金方式加入熔体，具体为： 所述B元素采用加入A1-3B中间合金的方式加入；所述Cr元素采用加入Al-IOCr中间 合金的方式加入。5. 根据权利要求2所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，所述 Sr元素采用加入Al-IOSr中间合金的方式加入。6. 根据权利要求3所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特 征在于，所述La元素采用加入Al-IOLa中间合金的方式加入。7. 根据权利要求1所述的变质Mg2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特征 在于，步骤（1)所述制备Mg 2Si/富Fe铝基复合材料的熔体，在700~750°C保温，具体为： 将富Fe铝合金、纯Mg和Al-20Si中间合金一同在700~750°C熔化保温10~20min， 并搅拌； 所述Mg2Si/富Fe铝基复合材料的组成为： Fe 1%~2% ; Mg2Si 20 % ~25% ; Al余量。8. 根据权利要求1所述的变质Mg 2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，其特 征在于，步骤（3)所述精炼，具体为： 加入2#精炼剂进行精炼除气，2#精炼剂的化学成分包含Na2SiF6、KCl、Na3AlFjP C 2C16。
【专利摘要】本发明公开了一种变质Mg2Si/富Fe铝基复合材料组织的复合处理方法，包括以下步骤：(1)制备Mg2Si/富Fe铝基复合材料的熔体，在700～750℃保温；(2)将细化变质剂投入熔体中，在温度700～750℃继续保温10～20min，并搅拌；所述细化变质剂包含Cr和B，其中Cr的加入量为Mg2Si/富Fe铝基复合材料质量的0.8％～1.5％；B的加入量为Mg2Si/富Fe铝基复合材料质量的0.2％～0.4％；(3)对步骤(2)得到的熔体进行除气除杂精炼成型。本发明实现了Mg2Si/富Fe铝基复合材料中Fe相和Mg2Si相的同步细化变质，工艺简单，易操作，变质效果明显且无污染。
【IPC分类】C22C1/06, C22C1/03, C22C21/00
【公开号】CN105087990
【申请号】CN201510511594
【发明人】杜军, 关玉芹, 许德英, 彭淳, 李文芳, 周文祥, 吴桃泉
【申请人】华南理工大学, 广州金邦有色合金有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月19日