硼细化处理方法对铸造铝硅合金组织和性能的影响.pdf

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1、MaterjaJ&TechnoIogy材料·工艺硼细化处理方法对铸造铝硅合金组织和性能的影响刘志学，李伟伟，程巨强(西安工业大学，陕西西安710032)摘要：采用硼盐作为细化剂，研究了钟罩法、切盐法和搅拌法三种不同细化处理方法对铸造铝硅合金组织和性能的影响。结果表明，三种不同的加入方法均能细化铝硅合金的铸态组织，硼盐细化处理可以减小铝硅合金铸态组织中粗大的仅枝晶和共晶硅p相的尺寸，细化组织。采用钟罩法细化处理后，实验材料的铸态组织中饯枝晶尺寸最小，细化效果好，力学性能最佳，搅拌法次之，切盐法的处理效果较差。不同方法细

2、化处理后的试样进行T6热处理后，实验材料组织由仅+B相组成，p相由铸态的短片状变为均匀弥散分布的颗粒状，分布在仅相界面，T6热处理改善了实验材料的组织和力学性能。关键词：铸造铝硅合金；细化处理方法；组织和性能；热处理中图分类号：TGl46．2；文献标识码：A；文章编号：1006—9658(2016)04—0025—03DOI：10．396影j．1ssn．1006—9658．2016．04．006细化或变质处理是铸造铝合金生产中广泛应用的细化铸件组织和改善力学性能方法之一。在细化处理的工艺中主要的控制因素有细化剂种类【

3、l卅、细化剂加入量、细化处理温度、细化处理保温时间及细化剂加入方法等。从目前研究文献资料来看，细化剂或变质剂种类对铸造铝合金组织和性能方面的研究文献较多，而其他细化工艺的控制因素研究文献较少，对于盐类细化剂，铸造铝合金细化处理的方法主要有钟罩法、切盐法、搅拌法和液．液混合法等【5】，但这些细化处理方法对实验材料组织和力学性能方面影响的文献较少，而细化剂的加入方法对细化剂的细化效果有着重要的影响。因此，本文以硼盐为细化剂，研究了钟罩法、切盐法、搅拌法三种不同的细化剂处理方法对铸造铝硅合金细化效果和性能的影响，为实际生产

4、提供实验依据。l实验材料及其过程试验材料的牌号为ZLl01。不同细化处理的基金项目：陕西省重点实验室资助项目(15JS038)收稿日期：2015—12—29稿件编号：1512一1177作者简介：刘志学(1968一)，男，副教授，硕士，主要从事新型高强耐磨材料及特种有色合金的研究与应用工作．中国铸造装备与技术4／2016●FMT金属液熔炼分别用石墨坩埚在井式感应炉中进行。实验过程为，先熔化zLDlol合金锭，熔化后温度在720℃时，用O．5％的C：Cl。进行精炼处理，精炼保温静置时间为10min。分别用钟罩法、搅拌法、

5、切盐法对熔液进行变质处理。钟罩法处理方法为用铝壳将硼盐包好，分别用钟罩压人铝液中进行搅拌，搅拌法处理方法为待溶液精炼处理后直接将细化剂硼盐倒人铝熔液中进行搅拌，切盐法处理方法在精炼后将细化剂直接倒入铝熔液中，待细化剂在熔液表层结壳后，再压人铝熔液中进行搅拌。三种变质方法变质剂均采用KBF。，折合成B的加入量为0．04％，细化处理后保温静置时间为10min，铝液温度在7lO～720℃时，浇注直径为8mm金属模型试样，金属型试样模具预热温度为200℃。实验材料T6热处理工艺538±5℃×5h+180±5℃×4h。力学性能

6、试验用CMTlOkw电子万能材料实验机。金相组织观察用NIKNONEIPHOT．30型显微镜，组织腐蚀液为0．5％HF水溶液，d相晶粒尺寸的确定是参考相关标准采用截点法进行平均值计算。2实验结果及分析2．1三种加入方法对实验材料组织的影响图1为不加硼和不同加入方法加入硼盐细化处理后铝硅合金的铸态组织。从图看出，未加硼细材料·工艺MateriaI&TechnoIogy化处理的铸态组织为仅、(d+B)共晶体，仅相枝晶粗大，其平均晶粒尺寸为31¨m，共晶体组织的B相呈较长的针状分布在d相枝晶间，组织粗大(图1．a)。采用硼

7、细化剂，不同细化处理方法加入后的铸态组织也为0【+(仅+B)共晶组织，与未加硼细化的铸态组织相比，均有不同程度的细化，表现为仅相和B共晶硅枝晶尺寸的减小，细化处理后的B相呈短片或点状分布在d相枝晶间，其中钟罩法处理后的铸造铝硅合金组织中仪相晶粒尺寸平均为19“m(图1．b)，细化效果最好，搅拌法处理后铸造铝硅合金的d相平均晶粒尺寸为25斗m(图1．c)，切盐法处理后铸造铝硅合金的d相平均晶粒尺寸为26“m(图1．d)。通过组织对比可以看出，采用钟罩法加入硼盐处理后实验材料组织细化程度最佳。a)术变质处理◆厂■L—二?

8、÷鼍。1i．{ft)I刮’}法r})【JJ{．kj上图1不同方法细化处理后实验材料的铸态组织图2为采用不同方法加入硼盐细化处理，及T6热处理后铸造铝硅合金的组织。不同方法加人硼盐细化处理和T6热处理后，铸造铝硅合金的组织均为仪+B，其中白色相为d相基体，在仪相界面分布的点状的相为共晶硅，组织中的点状硅相是铸态组织中的针状或者点状共晶硅在固溶加热