專利名稱：一種低熔點(diǎn)銅-磷基中間合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬材料領(lǐng)域，特別是涉及一種用于細(xì)化鋁-硅合金中初晶硅的低熔點(diǎn)銅-磷基中間合金及其制備方法。
背景技術(shù)：
鋁-硅合金中的初晶硅只有經(jīng)過細(xì)化后才能使此類合金具有應(yīng)用價(jià)值。工業(yè)生產(chǎn)中一般采用加入磷的方法來細(xì)化初晶硅(亦稱變質(zhì)處理)，主要是以赤磷、磷鹽或銅-磷中間合金等形式加入。但這些方法都存在著許多缺點(diǎn)赤磷的燃點(diǎn)低(240℃)，運(yùn)送不安全，且變質(zhì)時(shí)反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量有毒的P2O5氣體，嚴(yán)重地污染環(huán)境；磷鹽效果不穩(wěn)定，使用過程中也存在環(huán)境污染問題；銅-磷中間合金熔點(diǎn)高，加入到鋁合金中后難熔化，易偏析，效果不穩(wěn)定。為此，國內(nèi)外進(jìn)行了長期的探索，試圖尋求一種理想的低熔點(diǎn)、細(xì)化初晶硅的銅-磷基中間合金。專利號(hào)為ZL 01 1 07704.2的中國專利報(bào)道了鋁-銅-磷中間合金及其制備方法，由90.0-97.0％鋁，2.0-6.0％磷，0.5-5.0％銅組成，通過熔鑄法制備。用該發(fā)明方法制備的鋁-銅-磷中間合金在對(duì)鋁-硅合金進(jìn)行變質(zhì)處理時(shí)，較好地解決了污染問題，但含磷量較低，為0.5-5％，在使用時(shí)加入量較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種無污染、含磷量高、熔點(diǎn)低、且使用方便的銅-磷基中間合金及其制備方法。
本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的
銅-磷基中間合金，包括銅和磷，其特征是它還包括鎳、硅、銻、鉍、錳和銀，各組分的質(zhì)量百分比為銅70.00-90.00，磷6.00-18.00，硅0.01-10.00，鎳0.01-5.00，銻0.01-5.00，鉍0.01-2.00，錳0.01-2.00，銀0.001-0.01。
上述銅-磷基中間合金的制備方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)按電解純銅70.0～90.0％、赤磷6.0～18.0％、結(jié)晶硅0.01～10.0％、電解鎳0.01～5.00％、純銻0.01～5.0％、純鉍0.01～2.00％、純錳0.01～2.0％、銀0.001～0.01％的質(zhì)量百分比稱取原料；(2)將結(jié)晶硅粉碎成直徑為1毫米以下的顆粒，并與赤磷粉混合均勻，然后用銅箔包好；(3)在熔煉爐中將電解純銅熔化至1100℃～1400℃，首先將包好的結(jié)晶硅與赤磷的混合粉壓入到銅熔體中，然后依次加入已稱取好的鎳、銻、鉍、錳和銀原料，迅速攪拌至反應(yīng)完全；(4)直接澆注成錠或用霧化設(shè)備制成細(xì)小的顆粒狀。
該中間合金具有熔點(diǎn)低(640℃～700℃)、密度比銅-磷中間合金小、含磷量比銅-磷中間合金高(可達(dá)18％)和變質(zhì)效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。在加入量為0.3％的情況下，可使鋁-硅合金中初晶硅的尺寸由150μm以上細(xì)化到50μm以下，是一種新型高效的鋁-硅合金變質(zhì)劑。
具體實(shí)施例方式
下面給出本發(fā)明的兩個(gè)最佳實(shí)施例
實(shí)施例1(1)首先按電解純銅80.00％、赤磷11.00％、結(jié)晶硅5.00％、電解鎳2.00％、純銻2.00％、純鉍0.60％、純錳0.40％的質(zhì)量比稱取原料；(2)將結(jié)晶硅粉碎成直徑在為1毫米以下的顆粒，并與赤磷粉混合均勻，然后用銅箔包好；(3)將工業(yè)純銅熔化并升溫至1250℃，首先將包好的結(jié)晶硅與赤磷的混合粉壓入到銅熔體中并直至反應(yīng)完全，然后依次加入已稱取好的電解鎳、純銻和純錳原料，迅速攪拌至反應(yīng)完全；(4)直接澆注成錠或用霧化設(shè)備等制成細(xì)小的顆粒狀。
按照上述配比得到一種最佳成分的銅-磷基中間合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為磷10，硅5％，鎳2，銻2，鉍0.60，錳0.40％，余為銅。
實(shí)施例2(1)首先按電解純銅79.00％、赤磷10.00％、結(jié)晶硅4.00％、純銻4.00％、電解鎳3.00％、純鉍0.98％、銀0.02％的質(zhì)量比稱取原料；(2)將結(jié)晶硅粉碎成直徑在為1毫米以下的顆粒，并與赤磷粉混合均勻，然后用銅箔包好；(3)將工業(yè)純銅熔化并升溫至1250℃，首先將包好的結(jié)晶硅與赤磷的混合粉壓入到銅熔體中并直至反應(yīng)完全，然后依次加入已稱取好的電解鎳、純銻、純鉍和銀原料，迅速攪拌至反應(yīng)完全；(4)直接澆注成錠或用霧化設(shè)備等制成細(xì)小的顆粒狀。
按照上述配比得到一種最佳成分的銅-磷基中間合金，其化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為磷9，硅4，銻4，鎳3，鉍0.98，銀0.02％，余為銅。
權(quán)利要求
1.一種低熔點(diǎn)銅-磷基中間合金，包括銅和磷，其特征是它還包括鎳、銻、鉍、硅、錳和銀，各組分的質(zhì)量百分比為銅70.00-90.00，磷6.00-18.00，硅0.01-10.00，鎳0.01-5.00，銻0.01-5.00，鉍0.01-2.00，錳0.01-2.00，銀0.001-0.01。
2.制備權(quán)利要求1所述低熔點(diǎn)銅-磷基中間合金的方法，其特征是包括以下步驟(1)按電解純銅70.0～90.0％、赤磷6.0～18.0％、結(jié)晶硅0.01～10.00％、電解鎳0.01～5.00％、純銻0.01～5.0％、純鉍0.01～2.00％、純錳0.01～2.0％、銀0.001～0.01％的質(zhì)量百分比稱取原料；(2)將結(jié)晶硅粉碎成直徑在為1毫米以下的顆粒，并與赤磷粉混合均勻，然后用銅箔包好；(3)在熔煉爐中將純銅熔化至1100℃～1400℃，首先將包好的結(jié)晶硅與赤磷的混合粉壓入到銅熔體中并直至反應(yīng)完全，然后依次加入已稱取好的鎳、銻、鉍、錳和銀，迅速攪拌至反應(yīng)完全；(4)直接澆注成錠或用霧化設(shè)備等制成細(xì)小的顆粒狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于細(xì)化鋁－硅合金中初晶硅的低熔點(diǎn)銅－磷基中間合金及其制備方法。該中間合金的化學(xué)組成為銅、磷、硅、鎳、銻、鉍、錳和銀。制備步驟是按比例準(zhǔn)備好工業(yè)純銅、赤磷、結(jié)晶硅、電解鎳、純銻、純鉍、電解錳和銀；將結(jié)晶硅粉碎成顆粒，并與赤磷粉混合均勻，然后用銅箔包好；在熔煉爐中將電解純銅熔化，然后依次加入已稱取好的鎳、銻、鉍、錳和銀，迅速攪拌至完全反應(yīng)，直接澆注成錠或用霧化設(shè)備制成細(xì)小的顆粒狀。該中間合金在使用過程中無污染，密度低，熔點(diǎn)低，熔化速度快，變質(zhì)效果穩(wěn)定、長效，可取代銅－磷中間合金。
文檔編號(hào)C22C9/00GK1540011SQ20031010544
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月27日
發(fā)明者劉相法, 武玉英, 劉相俊, 喬進(jìn)國, 邊秀房 申請(qǐng)人:山東大學(xué)