钠-钡联合变质剂的试验研究.pdf

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1、Test&Research试验研究钠-钡联合变质剂的试验研究郭世义,杨亮,刘铭哲,阎竹,赵忠兴（沈阳理工大学，辽宁沈阳110168）摘要：针对铝硅合金Na盐变质剂变质时有效时间短的特点，以及使用Ba变质剂时存在潜伏期的问题。围绕Na-Ba联合变质剂对铝硅合金的变质效果进行实验。本文选用ZL106作为研究对象，试验结果表明：与未经变质处理的合金相比，加入Na-Ba联合变质剂后，铝硅合金的共晶组织由粗大的片状或针状转变成细小的纤维状，Na-Ba联合变质剂对组织的影响与Na盐变质剂相类似。但是能有效地延长变质时间，而且使用这种变质剂不存在潜伏期。关键词：氩气精炼；钠钡变质剂；金相组织；热分析

2、中图分类号：TG146.2；文献标识码：A；文章编号:1006-9658（2017）04-0019-03DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2017.04.005铝硅合金具有优良的铸造性能和力学性能等处理铝合金液，温度保持在720℃～750℃之间，氩［1］优点，而被广泛应用，而采用变质处理能更有效气精炼、扒渣，静置5min后，使用自制的SGJ-II型地提高合金的各项性能。在常用的变质处理工艺热分析仪观察并记录冷却曲线。分别在变质前、变中，钠变质处理具有良好的变质效果。合金中的硅质剂加入后15、25、45、65、85、105min和125min［2-4］相得到明显的

3、细化，但是有效期短（仅40～60制备金相试样和进行热分析曲线测试。min），使它的应用具有一定的局限性。锶和钡变质工艺变质效果好，共晶硅细化明显，性能提高明显2合金凝固过程热分析曲线［5、6］，但变质处理时存在潜伏期，对它的使用有一定在合金液加入变质剂后，分别在上述时间点在［7］的影响，容易受到氮和磷的干扰。SGJ-II型热分析仪上浇注热分析试样，不同时间点针对各种工艺的分析，我们采用钠-钡联合变合金凝固过程的过冷度如表1所示。质处理的工艺对铝硅合金进行变质处理，以期克服钠盐变质有效期短和锶钡变质具有潜伏期的缺点，表1变质处理后合金凝固的过冷度使铝硅合金在变质处理后既能浇铸，而且又有较

4、长时间/min51525456585105125的使用周期，从而提高变质工艺的有效性。过冷度/℃8.18.67.97.15.14.54.13.1使用Origin软件对检测数据进行处理，得到了1试验条件及试验方法较为直观的凝固过程温度-时间曲线图（图1、图2），试验采用氩气旋转喷吹精炼机，试验材料为50从图上可以对Na-Ba联合变质剂各个变质时间点kgZL106铝合金和1kgNa-Ba复合盐变质剂，采用的凝固曲线有个清晰的对比。工业电阻炉石墨坩埚熔化。使用如下的试验方法从图中可以看出15min时共晶温度平台达到最低，此后共晶温度平台随着时间逐渐升高。从过冷度的角度说明铝硅合金的变质效果在

5、15min项目来源：辽宁省大学生创新计划项目（编号:C1151001）时达到最好，之后逐渐下降。但从金相图片来看，收稿日期:2017-03-19稿件编号:1703-170515～85min组织的形态差别并不大。这可能与Ba作者简介：郭世义（1992—），男，主要研究方向是铝合金金属的开发元素起变质作用时产生的过冷度小有关。在45研究工作;通讯作者：赵忠兴（1963—），男，教授，研究方向是铝合金金属的开发研究工作.min之后共晶温度平台出现了明显的上升，而5～45中国铸造装备与技术4∕201719试验研究Test&Researchmin与45～125min两个区间之间的共晶温度虽然3金

6、相组织分析总体随时间逐渐上升，但是变化并不十分明显，这通过对试验中加入变质剂后不同时间点（未变两个温度区间也分别与Na盐变质的过冷度和Ba质、15、85、125min）的取样，观察其组织来评价合金元素变质的过冷度相近。可以认为，在45min之前的变质效果如图3、图４所示，从图中可以看到，到铝硅合金的变质基本以Na元素的变质为主导，而85～125min铝硅合金的硅相组织开始慢慢变粗，45min之后铝硅合金的变质基本以Ba元素的变质Na-Ba联合变质剂的细化效果开始逐渐变弱。图4为主导。中可以更加明显地看出硅相组织的形状明显向板条状方向转变，图中共晶硅尺寸长大，硅相明显变粗，到了125mi

7、n可以看出变质效果衰退较明显。从试验中所记录的过冷度（表1）可以看出125min/℃度时变质效果衰退较明显，但仍存在一定的变质效温果。相较于Na盐变质剂，加入Ba元素可以延长变质效果的有效时长，Na-Ba联合变质剂的有效时间达到了125min左右，而Na盐变质剂则在45min左右就开始失效。这说明了Ba元素是一种有效的长效变质元素，与Na盐共同使用可以较好地弥补各自的缺点，Na加入后较快的变质效果消除Ba元时间/s素变质的潜伏期，而钡的加入使合