减少铸造Al-Si合金Sr变质潜伏时间工艺研究

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1、第39卷第1期2013年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．39．No．1Feb．2013减少铸造Al—Si合金Sr变质潜伏时间工艺研究王琳，杨欢庆(西安航天发动机厂，陕西西安710100)摘要：Sr变质潜伏时间延长除了给生产带来很多不便外，还会造成Sr烧损增加，变质效果衰退以及铝合金表面氧化一吸氢加剧，对合金造成污染，其中液态金属温度，液态金属的对流强度，Al—Sr合金的几何尺寸及表面状态是影响sr变质潜伏时间的重要因素。通过建立物理模型，对Sr扩散过程进行流场模拟计算，并进行了试验验证。通过工艺改进，

2、sr变质潜伏时间由60分钟，缩短至20分钟，变质后合金性能优良，A1一Sr合金取得了良好的变质效果。关键词：Sr变质；变质潜伏时间；Al—Si合金中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2013101—0058—07ProcessstudytoreduceSrmodificationlatenttimeofA1一SialloyWANGLin，YANGHuan—qing(Xi’anAerospaceEngineFactoty，Xi’an710100，China)Abslract：BesidesInconveni

3、enceinproduction．theextensionofSrmodificationlatenttimewillcausetheincreaseofSrmeltingloss，recessionofmodificationeffect，increaseofoxidation—hydrogenabsorptiononAIalloysurface，andeventuallythepollutionofthealloy。Thetemperatureandconvec—tionstrengthoftheliquidmetalandthege

4、ometricdimensionandsurfacestateofA1．-Sralloyareim．．portantfactorsthatinfluenceSrmodificationlatenttime．FlowfieldsimulationandcalculationofSrdiffusionwereconductedbyestablishingphysicalmodelandverifiedbytests．Afterprocessoptimiza—tionSrmodificationlatenttimewasreducedfrom6

5、0mintO20minwithexcellentmodificationeffectofAl一Sralloy．A1一Sialloypossessedgoodpropertiesaftermodification．Keywords：Srmodification；modificationlatenttime；A1．Sialloy收稿日期：2012—06一01；修回日期：2012—12—18作者简介：王琳(1982一)，男，工程师，研究领域为材料加T第39卷第1期王琳，等：减少铸造Al—si合金Sr变质潜伏时间工艺研究59O引言对于铸造Al—s

6、i合金来说，铸件的力学性能明显受到共晶硅的形态、大小和分布的影响。变质是改变共晶硅形貌、尺寸的过程，将共晶硅由粗大的针片状变成细小纤维状或层片状。金属Na或Na盐变质作用强，但Na变质不仅易衰退、吸收率低、有效时间短到一般不超过1h，而且易腐蚀工具和设备；Na沸点低，性质活泼，处理时将引起铝液的沸腾和飞溅，且Na密度小，富集在铝液表面，使上部铝液变质过度，而底部铝液变质不足，因此变质效果不稳定。sr是继Na之后被发现的又一种变质效果优良的铝硅合会变质剂，美国和日本等国学者研究认为sr是铝合金最理想的变质剂料。Sr以中间合金形式加入，不但有

7、Na同样的变质效果，而且长效，不腐蚀炉衬，不污染环境，变质效果稳定，没有过变质现象，操作方便，因此很快在这些国家陆续使用和推广。近十几年来，我国学者在Sr变质应用方面也做了大量的研究工作，在生产中已得到一定的应用。但sr加人后，A1吸收Sr，Sr在铝熔体中分布不均匀，必须有个扩散过程，使Sr元素均匀化，以获得良好的变质效果，Sr作用的潜伏期随操作、工艺而变，大部分认为Sr的潜伏时间在1个小时左右，过长的潜伏时间造成变质效果衰退以及合金表面吸氢加剧，这样就给生产带来很多不便之处，限制了sr变质的应用，因而我国工厂目前普遍仍延用Na盐变质剂的

8、传统方法对铸铝合金进行变质处理。在保证获得良好变质效果的前提下，本文就减少sr变质潜伏时问的工艺进行了分析，建立了物理模型，对Sr扩散过程进行了流场模拟计算，对计算结果进行了试验验证。1Sr变