压铸条件下过共晶铝硅合金P变质的必要性

在铝合金铸件生产过程中,Al-P中间合金变质处理和压力铸造工艺都能够使过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒细化.探讨Al-P中间合金变质处理,分别在压铸工艺条件下和普通金属型条件下,对过共晶Al-15Si合金组织的不同影响.试验表明:与金属型条件下未经过Al-P变质的Al-15Si合金组织相比:压铸工艺条件下未经过Al-P变质的合金,初晶Si尺寸减小50%左右;同一压铸工艺条件下经过Al-P变质后的合金,初晶Si尺寸减小75%以上.在相同的压铸工艺条件下,Al-P变质后Al-15Si合金初晶Si尺寸,比未经过Al-P变质的Al-15Si合金初晶Si尺寸减小40%左右.论证了在Al-Si系过共晶铝合金压铸件生产过程中,Al-P中间合金进行变质处理的必要性.     

压铸条件下过共晶铝硅合金P变质的必要性

在铝合金压铸生产过程中,Al-P中间合金变质处理和压力铸造工艺都能够使过共晶铝硅合金中的初晶硅晶粒细化.探讨Al-P中间合金变质处理,分别在压铸工艺条件下和普通金属型条件下,对过共晶Al-15Si合金组织的不同影响.试验表明,压铸条件下未经Al-P变质的和经Al-P变质的Al-15Si合金与金属型条件下未经Al-P变质的Al-15Si相比,初晶Si尺寸分别减小50%和75%左右;在相同的压铸工艺条件下,Al-P变质后Al-15Si合金初晶Si尺寸,比未经过Al-P变质的Al-15Si合金初晶Si尺寸减小40%左右.论证了在Al-Si系过共晶铝合金压铸件生产过程中,Al-P中间合金进行变质处理的必要性.     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织性能的影响

以过共晶Al-Si合金为研究对象，分析了P＋RE变质对合金组织及力学性能的影响，并分析探讨了其强化机制。结果表明，变质后合金组织中粗大块状、条状的初晶Si尺寸明显细化，粗大针状的共晶Si变为纤维状或短杆状，合金的力学性能提高。当P含量为0．08％和RE含量为0．6％时，其室温和高温力学性能最好，室温抗拉强度从未变质的236．2MPa提高到287．6MPa，高温抗拉强度从142．5MPa提高到210MPa，分别提高了22％和47％；伸长率分别提高了57％和42％。初晶Si的变质以AIP异质形核作用机理为主，共晶Si以RE吸附产生孪晶为变质机制。     

熔体温度与Sr变质对Al-20Si合金中Si相的影响

研究了熔体温度处理工艺(包括熔体混合及熔体过热处理)与Sr变质对Al-20Si合金中Si相形态的影响.结果表明,在试验条件下,单纯Sr变质对Al-20Si中的初晶Si细化作用较弱,对共晶Si变质效果不明显.经Sr变质的Al-10Si低温熔体与高温Al-30Si熔体按1∶1混合后,Al-20Si熔体中的形核核心数量增加,初晶Si明显细化;在熔体混合的基础上,对熔体进行过热处理,当熔体温度过热至1 000℃时,初晶Si平均尺寸可细化至14 μm,共晶Si也由未变质前的长针状变为短纤维状.     

Sr和P变质对Mg-5Sn-2Si合金显微组织的影响

利用Sr、P及Sr与P复合添加分别对Mg-5Sn-2Si合金进行变质处理,研究了不同Sr含量。不同P含量以及Sr和P复合添加对Mg_2Si变质效果的影响。结果表明:随着Sr含量的增加,共晶Mg_2Si相的形貌逐渐由汉字状向蠕虫状和颗粒状转变,共晶Mg_2Si显著细化,但对初生Mg_2Si相钝化作用有限。在Mg-5Sn-2Si合金中添加P后,P和熔体Mg形成Mg_3P_2,对初生Mg_2Si起到形核核心作用,从而细化初生Mg_2Si,而对细化共晶Mg_2Si相作用不大。P和Sr复合变质后,初晶Mg_2Si尺寸相对单一P变质效果更细小,P和Sr复合变质对合金中的初生Mg_2Si和共晶Mg_2Si具有更好的细化作用。     

Al-P中间合金对共晶和过共晶Al-Si合金的变质机制

探讨了Al—P中间合金对共晶及过共晶Al—Si合金的变质特点，P在Si相中的存在形式、分布规律及变质机制．实验表明，Al—P中间合金可有效地细化过共晶Al—Si合金中的初晶Si，使该合金的σb．20℃和δ20℃分别提高19．0％和125％．对共晶型Al—Si合金而言，Al—P中间合金可促使析出细小的初晶Si，获得过共晶型组织，并将针片状的共晶Si变为短杆状，从而使该材料的σb，20℃和σb，300℃分别提高11．1％和18．9％．Al—P中间合金加入到过共晶Al—Si合金中，P主要以AlP形式存在于初晶Si内部；加入到共晶Al—Si合金中的P分别以AlP和原子态P存在于Si相内．P对过共晶Al—Si合金变质是以AlP异质形核机理为主；而P对共晶Al—Si合金的变质是以AlP异质形核和原子态P影响Si相形态两种机制共同作用的结果．     

熔体混合对过共晶Al-Si合金细化的研究

研究了高温Al-30%Si合金熔体和低温Al-7%Si合金熔体混合后浇铸得到的过共晶Al-Si合金显微组织及力学性能.结果表明:不同成分的高低温熔体混合后可有效细化过共晶Al-Si合金的初晶Si尺寸:混合前熔体温差越大,初晶Si细化效果越好;随着混合后静置时间的增加,初晶Si的尺寸变大,Al-Si合金硬度增加.并探讨了其细化机理.     

Al-8Ti-2C对Al-P中间合金变质效果的促进作用

研究了自制Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si的变质作用，发现该Al-P中间合金对共晶及过共晶Al-Si合金都具有优良的变质效果。同时还发现，当铝合金熔体中加入Al-8Ti-2C中间合金时，Al-P中间合金对两类Al-Si合金的变质效果会增强。当Al-24Si合金中TiC含量为0．03％(以Al-8Ti-2C中间合金方式)时，初晶Si的平均尺寸由原来的47μm细化为41μm，最大尺寸由原来的75μm降为55μm；加入Al-P中间合金和TiC颗粒50min后，就可以出现变质效果，时间再延长，变质效果也不会有更大的提高。当Al-12Si合金中TiC含量为0．03％时，初晶Si的平均尺寸由原来的50μm变为30μm。     

Sr/P变质处理对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与性能的影响

研究Sr和P变质对挤压铸造Al-17.5Si合金组织与力学性能的影响。试验结果显示:挤压铸造对过共晶Al-17.5Si合金的组织产生了显著的影响,共晶组织明显细化,初生Si相的数量减少并细化,同时力学性能显著提高。Sr变质后的Al-17.5Si合金在压力下凝固,共晶Si相进一步细化,变为十分细小的纤维状,合金的抗拉强度和伸长率比重力铸造分别提高了59%和328.7%。当P变质处理Al-17.5Si合金挤压铸造成形后,合金组织中却出现了大量的粗大初生Si相颗粒,使得合金的力学性能呈现了降低的趋势。由此确定,挤压铸造过共晶Al-Si合金的最佳变质处理为Sr变质,P变质不适用于挤压铸造成形的过共晶Al-Si合金。     

磁场和变质处理对初晶Si形状和分布的影响

不施加静磁场条件下，Al—18Si合金的凝固组织中的初晶Si相集中在试样周边，有粗长的板条状的初晶Si，中心部分是共晶组织。施加径向静磁场，在试样整个横断面上都分布有块状的初晶Si，但初晶Si大小和分布不均匀。径向施加静磁场并添加磷盐变质剂，初晶Si呈块状且更加细化，大小和分布都很均匀。     

Effects of P+Cr complex modification and solidification conditions on microstmcture of hypereutectic Al-Si alloys by wedge-shaped copper mould casting

Large and segregated primary Si particles may drastically decrease the mechanical properties of Al-Si alloys. To solve this problem, a P-Cr complex modif ier was added into the alloy, and the effects of P-Cr complex modification and solidification conditions on the microstructure of hypereutectic Al-Si alloys casting produced in wedge-shaped copper mould were studied. The thermal analysis technique was applied to calculate the cooling rate during solidification. The microstructures were observed by means of optical and scanning electron microscopies. Results showed that the primary Si segregates in the as-cast hypereutectic Al-Si alloys. The segregation of primary Si can be inhibited by adding a P+Cr complex modif ier and increasing the cooling rate during solidif ication. The ref inement of primary Si particles by P+Cr complex modif ication is due to the formation of CrS i2 and AlP particles which act as the heterogeneous nuclei for the primary Si phase. The segregation of Si was also inhibited through the adherence of heavier CrS i2 particles to the primary Si particles.     

P+RE变质对过共晶Al-Si合金组织的影响

采用P+RE对过共晶Al-Si合金进行复合变质。结果表明,P+RE复合变质对初晶硅和共晶硅均有很好的变质效果。五心瓣状初晶Si尺寸明显减小且棱角钝化,共晶Si由原来的长针状变为短杆状,微观组织得到明显的细化。同时也对P+RE的变质机理进行了论述。     

高强耐磨过共晶铝合金离合器齿轮的压铸技术

针对压铸成形的ADC14汽车离合器齿轮厚壁部件,研究了适于压铸的过共晶Al-Si合金的P-Cu变质处理工艺。设计并模拟了齿轮的压铸工艺方案,开发了真空压铸及局部加压技术。结果表明,当P的加入量为0.1%时,ADC14的变质效果好,变质时间可达6h。铸件中初生Si尺寸为20～40μm,分布均匀;铸件表面的Si贫乏区深度在0.18～0.20mm范围内。在相同压射参数下,采用机械式真空阀比搓衣板式排气阀的真空效果好,铸件的气孔缺陷废品率下降10%以上。优化后的局部加压技术消除了厚壁部位的缩松缺陷,提高了铸件内部质量。批量生产合格率达95%以上。     

超声波对Al-20Si合金中初晶Si的影响

采用高能超声波对Al-20Si合金熔体进行处理,研究超声波以不同的导入方式对过共晶Al-Si合金中初晶Si的细化效果的影响。试验表明,在Al-20Si合金凝固过程中进行超声波处理,可以促进形核,破碎组织中粗大块片状初晶Si,减小晶粒尺寸,提高圆整度,并使其分布均匀。由于超声波的衰减效应,采用不同方式导入超声波进行处理时,对合金凝固组织的作用效果有较大区别。采用超声波导入杆在距熔体中心1/2半径处做环绕运动导入超声波,能够对初晶Si产生较好的细化效果,所获得的凝固组织细化区域更大,初晶Si分布更加均匀。     

稀土对过共晶Al-Si合金P变质效果的影响

研究了加入稀土元素La对P变质Al-18Si合金中Si的形态及尺寸的影响，结果表明：稀土元素La的加入优化了P的变质效果，在细化初晶Si的同时变质了共晶Si，并且明显减缓了P变质初晶Si的粗化趋势，使变质效果至少可维持6h以上，通过扫描电镜测定了稀土元素La在合金中的分布，并分析讨论了稀土元素La对P变质效果影响的机理和作用。     

硼对Al-20Si合金初晶硅的细化作用

研究了B对过共晶Al-20Si合金中初晶Si的细化作用.结果表明,B对Al-20Si合金中初晶Si具有良好的细化作用.初晶Si尺寸先随B含量的增加而减小,当B含量为0.065%时初晶Si尺寸达到最小,之后,随B含量的增加而增大;添加微量的Ca和Mg可促进B对初晶Si的细化作用;C_2Cl_6精炼除气会削弱B对初晶Si的细化效果.B与Ca、Mg等元素能反应生成可作为Si异质核心的化合物可能是B具有细化初晶Si作用的原因.     

超低速压铸过共晶Al-Si合金的组织及力学性能研究

采用图像定量分析软件,研究了超低速压铸条件下,过共晶Al-Si合金压铸件不同壁厚处Si的等积圆直径da及Si的面积分数fSi的变化以及Si颗粒直径对本体试样抗拉强度和硬度的影响规律。结果表明,随着壁厚的增加(A部位壁厚为5mm、B部位壁厚为9mm和C部位壁厚为15mm),初生Si的da(A部位为18μm、B部位为46μm和C部位为82μm)和fSi(A部位为16.2%、B部位为25.8%和C部位为33.7%)均增大,并且da越大,压铸件的力学性能越好。     

电磁搅拌与变质复合作用对Al-20Si合金初生硅相的影响

使用电磁搅拌、变质处理及其复合工艺分别成功制备了过共晶Al-20Si半固态浆料，研究了电磁搅拌和变质的复合作用对过共晶Al-20Si合金中初生Si长大和形貌的影响。研究结果表明：复合作用可以获得比单种变质处理和电磁搅拌的过共晶Al-20Si合金更加细小、更加圆整的初生Si组织。复合作用获得的初生硅比单一处理尺寸平均减小25．19％，圆整度平均提高8．40％。而且共晶Si组织也得到球化。复合作用细化组织的机理为：变质后施加旋转磁场，促进了变质剂的扩散，更多的初生Si与共晶Si组织相互打碎，深化了变质和电磁搅拌效果，细化显微组织。     

半固态过共晶Al-Si合金的制备技术

论述了半固态过共晶Al-Si合金的制备技术,包括半固态搅拌、喷射沉积与触变成形、双重铸造、变质与等温处理等。这些技术可有效地改善初晶Si形态,细化初晶Si,获得一定量的球状α相,并控制浆料中的固相率,使合金具有预期的半固态组织。