[發(fā)明專利]一種用于A356.2鋁合金的高效變質(zhì)劑及制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710000754.0
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN107058774A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳大勇;王立生;朱志華;劉春海
• 申請（專利權(quán)）人: 中信戴卡股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;C22C21/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金材料熔煉與加工領(lǐng)域，特別涉及一種變質(zhì)劑的制備方法，及其在A356.2鋁合金中的使用方法。

背景技術(shù)

鋁合金由于其材質(zhì)輕、強度高、伸縮率高彈性好等優(yōu)點被認為是當(dāng)前汽車實現(xiàn)輕量化的重要原材料。其中，A356.2鋁合金是汽車鑄造產(chǎn)品中常見的材料之一。A356.2鋁合金中Si的質(zhì)量含量為6.5％-7.5％，保證了材料具備較高的強度與流動性，有利于增強鑄造過程鋁液的充型能力，減少補縮不足帶來的問題。由于Si含量加高，A356.2鋁合金一般必須經(jīng)過變質(zhì)處理來達到共晶硅細化效果，共晶硅的細化對汽車零部件產(chǎn)品的強度、延伸率、疲勞等性能有著重要的影響。

目前，在A356.2鋁合金中最為常用的變質(zhì)劑是Al-Sr中間合金。該種合金變質(zhì)效果明顯且可持續(xù)時間較長。但在實際鑄造過程中，Al-Sr變質(zhì)劑的變質(zhì)效果對冷速較為敏感，當(dāng)冷速較低時，變質(zhì)作用減弱，例如鑄造車輪中輪緣與輪輻部位由于冷速不同，變質(zhì)差異可能會較大。另外，Sr元素容易燒損，鋁液中的Sr含量很難定量控制，而且，Sr元素容易吸氣，鋁液如果停留過長，在鑄造過程中容易帶來縮孔等缺陷。

稀土元素(Re)在鋁合金中的細化變質(zhì)作用一直是研究熱點，許多稀土元素具備細化變質(zhì)作用，但效果參差不齊，目前Eu的變質(zhì)作用最為明顯，但昂貴的價格限制了其在鋁合金中的廣泛應(yīng)用。我國是稀土產(chǎn)量最大的國家，隨著稀土行業(yè)的蓬勃發(fā)展，含輕稀土元素鑭(La)、鈰(Ce)等副產(chǎn)品大量堆積，導(dǎo)致這些稀土產(chǎn)品的成本急劇下降，并有望大量應(yīng)用于鋁合金材料中。就目前來說，這些輕稀土元的細化變質(zhì)效果仍然不理想，加強這些稀土元素的細化變質(zhì)作用成為解決問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的目的是提供一種變質(zhì)劑及精煉方法，從而明顯加強稀土元素對A356.2鋁合金的變質(zhì)效果，鑄錠后共晶硅尺寸有明顯減小，形態(tài)為纖維狀與顆粒狀，明顯優(yōu)于未使用該方法的Al-RE(RE選自La，Ce，Y，Yb，Eu)的變質(zhì)效果。為了實現(xiàn)以上的發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種中間合金的制備方法，其特征在于：在鑄造ARW中間合金過程中，加快其冷卻過程，使RE在Al中充分固溶，并且所析出的含RE相細小，均勻。

在本發(fā)明的一個方面，提供了一種制備A356.2鋁合金的變質(zhì)劑的方法，所述的方法包括：(1)提供Al-RE合金；(2)將所述的Al-RE合金融化，并且在700-750℃下保溫，保溫時間不得小于5分鐘；(3)向融體中通入氮氣除氣；以及(4)將融體急冷來得到中間合金。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(1)中，所述的RE選自La，Ce，Y，Yb和Eu。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在100重量份的Al-RE合金中含有7-10重量份的RE。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(2)中，在融化合金之前，模具均于300℃保溫2小時以上。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(2)中，所保持的溫度是735攝氏度。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(2)中，還包括在Al-RE合金融體中加入合金總重量0.2％的清渣劑的步驟。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(3)中，氮氣除氣10min，氣體流量1L/min。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(4)中，當(dāng)熔體溫度>637℃時，冷卻速度不得低于60℃/s，當(dāng)熔體溫度在637℃和350℃之間時，冷卻速度不得低于30℃/s。

在本發(fā)明的其他方面，還提供了按照前文所述的方法制備的細化劑。

使用前文所述的變質(zhì)劑來精煉A356.2鋁合金中的方法，所述的方法包括步驟：(1)A356.2鋁合金熔化后，保持溫度于725-745℃；(2)在以重量計100份A356.2鋁合金中加入以重量計0.1-0.2份的所述變質(zhì)劑，并且攪拌均勻。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(1)中，在融化合金之前，模具均于300℃保溫2小時以上。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(1)中，所保持的溫度是735攝氏度。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在步驟(1)中，在以重量計100份A356.2鋁合金中加入以重量計0.2份的所述變質(zhì)劑。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，所述的方法還包括在步驟(2)后通入氮氣除氣10min的步驟，氣體流量1L/min。

在本發(fā)明優(yōu)選的方面，在精煉完畢的鋁合金中，以重量計100份A356.2鋁合金中Mg含量不得低于0.3份。