本發(fā)明涉及金屬處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Al-Si合金復(fù)合變質(zhì)工藝。
背景技術(shù)：
Sr作為共晶Al-Si合金的長(zhǎng)效變質(zhì)劑，得到了廣泛的應(yīng)用，因其變質(zhì)共晶組織的特點(diǎn)與Na變質(zhì)相似，故普遍認(rèn)為Sr的變質(zhì)作用與Na相似。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的劉啟陽(yáng)等人采用引入單晶籽晶的方法，考察Sr對(duì)Si相外延生長(zhǎng)的影響，檢測(cè)Sr在Si晶表面的吸附，探討了Sr的變質(zhì)機(jī)理。發(fā)現(xiàn)Sr變質(zhì)使單晶籽晶基底上外延長(zhǎng)出的初晶板塊數(shù)量減少，即減少了活性基底的數(shù)目，說(shuō)明“毒化”了部分活性基底，使其失去作為有效基底的作用，可見(jiàn)，Sr變質(zhì)影響Si相的形核，能使Si晶胚“毒化”而失去其作為晶核的作用。他們發(fā)現(xiàn){111}Si和{100}Si上均有Sr的吸附，所以在共晶生長(zhǎng)時(shí)，Si相的生長(zhǎng)面{111}Si吸附Sr后阻礙Si相的生長(zhǎng)，產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象。Sr在Si相表面的吸附是物理吸附，吸附有一個(gè)飽和值，達(dá)到這個(gè)值即起完全變質(zhì)作用。
對(duì)于Sr對(duì)P變質(zhì)的毒化，起初認(rèn)為是Sr破壞了A1P粒子的結(jié)構(gòu)，生成了新的相，左敏博士發(fā)現(xiàn)在700℃下加入Sr的Al-Si合金中，A1P并沒(méi)有與Sr反應(yīng)，而毒化現(xiàn)象依舊。這說(shuō)明，因A1P與Si晶格極其相似，Sr仍可能是吸附在A1P粒子的表面使其失去作為晶核的作用。
因此，實(shí)現(xiàn)P、Sr復(fù)合變質(zhì)的關(guān)鍵，應(yīng)是避免Al-Si熔體中A1P與Sr的接觸。于是較為簡(jiǎn)便的是：先加入含P變質(zhì)劑，降低溫度，使Si相包住AlP粒子，再加入Sr。但是這種方式的效果并不明顯，原因是新的有效晶核不再出現(xiàn)，從熔體中析出的Si使原有的晶核長(zhǎng)大，同樣出現(xiàn)毒化現(xiàn)象。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提出一種Al-Si合金復(fù)合變質(zhì)工藝，能夠解決P、Sr相互毒化的現(xiàn)象，得到非常好的復(fù)合變質(zhì)效果。
為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種Al-Si合金復(fù)合變質(zhì)工藝，其采用高硅Al-Si合金錠和低硅Al-Si合金錠，其中高硅Al-Si合金錠硅含量和低硅Al-Si合金錠硅含量與所述Al-Si合金硅含量的差值的絕對(duì)值相等，其包括：
(1)將高硅Al-Si合金錠在加熱設(shè)備中加熱到760-800℃形成熔體，并將低硅Al-Si合金錠在另一加熱設(shè)備中加熱到700-740℃形成熔體，并分別保溫；
(2)對(duì)高硅Al-Si合金熔體進(jìn)行P變質(zhì)，對(duì)低硅Al-Si合金熔體進(jìn)行Sr變質(zhì)；
(3)將變質(zhì)后的高硅Al-Si合金熔體、低硅Al-Si合金錠分別冷卻到660℃以下后，將高硅Al-Si合金熔體與低硅Al-Si合金熔體等比例混合；
(4)將混合熔體澆入模具內(nèi)得到Al-Si合金錠。
本發(fā)明所述的Al-Si合金是本領(lǐng)域的已知合金，其包括Al-Si-Cu-Ni-Mg等適用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)部件的Al-Si合金，本發(fā)明不對(duì)其進(jìn)行具體限定。
優(yōu)選的，步驟(2)中，高硅Al-Si合金熔體進(jìn)行P變質(zhì)通過(guò)加入0.8-1.4wt％的Al-3.5P中間合金進(jìn)行變質(zhì)。
優(yōu)選的，步驟(2)中，低硅Al-Si合金熔體進(jìn)行Sr變質(zhì)通過(guò)加入0.8-1.4wt％的Al-10Sr中間合金進(jìn)行變質(zhì)。
本發(fā)明的變質(zhì)方法，其得到的合金中，α-Al、初晶Si、共晶Si均得到良好的細(xì)化，合金組織布滿珊瑚狀的共晶Si，以及形貌規(guī)則細(xì)小的初晶Si，這種組織分布有利于金屬間化合物的分散，將提高合金的綜合機(jī)械性能。其特別適合擠壓鑄造及半固態(tài)鑄造等。
本發(fā)明的變質(zhì)方法，通過(guò)采用高Si含量的合金和低Si含量的合金，分別變質(zhì)，然后混合得到目標(biāo)Si含量的合金，能夠解決P、Sr相互毒化的現(xiàn)象，得到非常好的復(fù)合變質(zhì)效果。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
實(shí)施例1
一種Al-15Si合金復(fù)合變質(zhì)工藝，其采用高硅Al-18Si合金錠和低硅Al-12Si合金錠，其包括：
(1)將高硅Al-18Si合金錠在加熱設(shè)備中加熱到760℃形成熔體，并將低硅Al-12Si合金錠在另一加熱設(shè)備中加熱到700℃形成熔體，并分別保溫；
(2)對(duì)高硅Al-18Si合金熔體加入0.8wt％的Al-3.5P中間合金進(jìn)行P變質(zhì)，對(duì)低硅Al-12Si合金熔體加入0.8wt％的Al-10Sr中間合金進(jìn)行Sr變質(zhì)；
(3)將變質(zhì)后的高硅Al-18Si合金熔體、低硅Al-12Si合金錠分別冷卻到660℃以下后，將高硅Al-18Si合金熔體與低硅Al-12Si合金熔體等比例混合；
(4)將混合熔體澆入模具內(nèi)得到Al-15Si合金錠。
實(shí)施例2
一種Al-14Si合金復(fù)合變質(zhì)工藝，其采用高硅Al-18Si合金錠和低硅Al-10Si合金錠，其包括：
(1)將高硅Al-18Si合金錠在加熱設(shè)備中加熱到780℃形成熔體，并將低硅Al-10Si合金錠在另一加熱設(shè)備中加熱到720℃形成熔體，并分別保溫；
(2)對(duì)高硅Al-18Si合金熔體加入1.0wt％的Al-3.5P中間合金進(jìn)行P變質(zhì)，對(duì)低硅Al-10Si合金熔體加入1.0wt％的Al-10Sr中間合金進(jìn)行Sr變質(zhì)；
(3)將變質(zhì)后的高硅Al-18Si合金熔體、低硅Al-10Si合金錠分別冷卻到660℃以下后，將高硅Al-18Si合金熔體與低硅Al-10Si合金熔體等比例混合；
(4)將混合熔體澆入模具內(nèi)得到Al-14Si合金錠。