专利名称：铝合金铁相球化剂的制作方法
技术领域：
本发明是涉及到压延铝合金及Al-Si、Al-Cu、Al-Zn等铝基铸造合金中针状铁相的团球化处理，特别适用于铸造活塞合金中针状铁相的球化处理。
通常认为，铁是铸造铝合金中的杂质元素，在铸造Al-Si合金中，Fe常以β相(AlSiFe)存在，该相性质硬而脆，往往以粗大的针状穿过α(Al)晶粒，大大削弱了基体的机械性能，特别是延伸率和冲击值等。并且由于合金中铁量的增加导致液体金属流动性降低，收缩性能下降，铸件废品率增加。
已有的消除铝合金中的针状铁相或减轻针状铁相的有害作用，概括起来，主要有以下几种;添加合金元素，改变铁相晶体结构与结晶形态。如加入Mn、Co、Cr、Mo等元素，以及用(Mn+Cr)(Mo+S)、(Mn+Mo)等复合合金化消除针状铁相;提高冷却速度，抑制针状铁相析出或细化其尺寸;液态处理，从熔体中去除铁元素或消除非自发晶核。上述三种方法中，利用提高冷速和液态处理在实际生产中有很大局限性，往往难以实现。用添加Mn、Co等合金元素的方法，虽能将铝合金的针状铁相变为树枝状或花朵状，但不能使之变为团球状，并且由于Mn量高，使合金中形成粗大脆化性相(FeMn)Al6，降低机械性能，造成偏析缺陷。此外，Co等元素成本较高，难以广泛推广使用。
本发明的目的在于研制一种铝合金针状铁相球化剂。使合金中的铁相由针状变为球状，消除铁的有害作用，提高铝合金铸件成品率。
本发明的铝合金铁相球化剂，其成份和配比分别为Mn粉45～60%，Mg粉15～30%，K2TiF625～35%。
氟钛酸钾与铝反应，分解出钛，钛再与铝反应生成TiAl3晶核，其反应式如下
生成的TiAl3晶核作为铁相的非自发形核的核心。
锰的作用是将铝合金中的FeAl3、FeAl5、Fe2Si2Al9等铁相形成新的化合物，如FeMnAl12、FeMnAl6等，以便以TiAl3为核心形核。
镁粉遇铝液后，产生放热反应，温度可提高400～600℃，加速了上述反应的进行。
在氟钛酸钾与铝的反应过程中生成的KF，可再与铝液反应3KF+Al＝＝AlF3+3K。钾呈游离状态，可吸附在新的铁相化合物FeMnAl12、FeMnAl6上，促使形成球状。
该球化剂可在通常的铝合金熔炼条件下，使针状铁相变为球状，且速度快、效果稳定，持效性好。
本发明的球化剂的制配工艺为用工业纯电解锰在机械粉碎机中破碎。将100目锰粉与100目镁粉，工业纯K2TiF6机械混合均匀，在压力机上按2∶1压实比压成块状。
当铝或铝合金加热至700～720℃，扒渣后，将压制好的圆柱体球化剂投入铝液内，静置6～10分钟，再按已有的工艺方案，进行精炼处理后浇注。一般情况下，球化剂的加入量与合金中的含铁量相同，但在铝-铜合金，铝-镁合金的加入量为其含铁量的80%。
使用本发明的铁相球化剂，在Al-Cu合金中，合金抗拉强度提高30%，延伸率可提高116%，在Al-Si合金中，当含铁量为1～1.2%时，经球化处理的合金抗拉强度提高22%。延伸率提高40%左右。在ZL104合金中，当含铁量为1.2%时，加入球化剂后，抗拉强度提高25%，延伸率提高82%。
铁在铝合金中，从降低合金延伸率，冲击值等常温机械性能方面来说是有害的，但从提高合金高温性能和不粘铸型方面来说是有益的。因此，本发明改变铝合金中铁相状态，使针状铁相团球化，既消除了铁的有害作用，又保留了铁的有益作用，这不仅显著提高铝合金的成品率，而且方便生产，改善铝合金的机械性能。
权利要求
1.一种含有锰粉的铝合金铁相球化剂，其特征在于该球化剂的组份及配比为Mn粉45～60%，Mg粉15～30%，K2TiF625～35%。
2.根据权利要求1所述的球化剂，其特征在于球化剂中的100目锰粉和镁粉与工业纯K2TiF6混合均匀，按2∶1压实比压成块状。
3.根据权利要求1所述的球化剂，其特征在于球化剂的加入量与铝合金中的含铁量相同。
全文摘要
本发明的铝合金铁相球化剂是用于Al-Ca、Al-Si、Al-Zn等铝基铸造合金中针状铁相的团球化处理。该球化剂可在通常的铝合金熔炼条件下，使针状铁相变为球状，并具有球化速度快、效果稳定，持效性好等特点。当铝硅合金中含铁为1～1.2％时，球化处理后，抗拉强度提高22％，延伸率提高40％。采用该球化剂，即可消除铝合金中铁的有害作用，又保留了铁的有益作用，这不仅方便生产，而且改善铝合金的机械性能，可显著提高铸造铝合金的成品率。
文档编号C22C1/00GK1081720SQ9210663
公开日1994年2月9日 申请日期1992年7月20日 优先权日1992年7月20日
发明者边秀房, 付茂华, 张国华, 马家骥 申请人:山东工业大学