本发明专利技术提供一种用于铝合金精炼的变质剂、使用该变质剂来精炼铝合金的方法以及精炼得到的铝合金。所述的变质剂包含Al和重量计由3‑5份的Ce，1‑3份的Mg和3‑5份的Sr。使用本发明专利技术所述的铝合金精炼变质剂及变质方法时，能够使该变质剂实现显著的变质效果，具体表现为共晶硅绝大部分为颗粒状，且部分颗粒尺寸减小至纳米级别。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝合金材料精炼与加工领域，特别涉及一种用于A356.2铝合金精炼的变质剂及方法。
技术介绍
A356.2铝合金属于重要的工业材料，在汽车、航空、军用领域中占有重要地位。尤其在汽车行业，经常用来铸造轮毂、转向节、控制臂等等。其材质轻、强度高、伸缩率高弹性好等优点被认为是当前汽车实现轻量化的重要原材料。A356.2铝合金属于Al-Si-Mg系合金，Si的质量含量为6.5％-7.5％，Mg的质量含量为0.25％-0.35％，由于Si质量含量较高，属于亚共晶组织，所以一般必须经过变质处理来达到共晶硅细化效果，从而改善合金的组织和性能。在A356.2铝合金轮毂的制造过程中，目前使用最为广泛的为含Sr的中间合金变质剂(Al-10Sr)。含Sr变质剂变质效果时间较长，变质效果较好，且在变质过程中不产生污染。但在实际铸造过程中，含Sr变质剂变质效果并不稳定，在添加过程中Sr容易烧损，超过变质寿命后变质效果急剧衰减；另外，含Sr变质剂容易吸气，从而带来缩孔等缺陷。稀土被认为是最具开发潜力的变质剂，近几年来，一直是铝合金变质方面的研究热点。我国是稀土产量最大的国家，随着稀土行业的蓬勃发展，轻稀土元素镧(La)、铈(Ce)等开发成本急剧下降，并有望大量应用于铝合金材料中。但目前来说，其变质效果仍然不理想，加强稀土元素的变质作用一直是多年来研究的重点；另外，复合变质的研究也因为稀土用量较大，效果不稳定，成本较高等原因而停滞不前。如何找到一种激发稀土变质作用的方法用以降低稀土用量、以及相关的变质方法成为研究的重点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种新的变质试剂及变质方法。在本专利技术的一个方面，提供了一种用于铝合金精炼的变质剂，其特征在于，所述的变质剂包含Al和重量计由3-5份的Ce，1-3份的Mg和3-5份的Sr。在本专利技术优选的方面，所述的变质剂是以Al-Sr-Ce-Mg合金的形式存在的。在本专利技术优选的方面，以重量计100份的变质剂中含5份Sr，3份Ce和2份Mg，余量为Al。在本专利技术的另一个方面，提供了使用前文所述的变质剂来精炼铝合金的方法，其特征在于，在精炼的铝合金中加入以铝合金重量计0.1％-0.2％的前文所述的变质剂。在本专利技术优选的方面，所述的铝合金是A356.2铝合金。在本专利技术优选的方面，所述的方法包括步骤：将铝合金熔化后，保持温度于725-745摄氏度，并且在铝液中加入以铝合金重量计0.1％-0.2％的所述变质剂，并且搅拌均匀。在本专利技术优选的方面，所保持的温度是735摄氏度。在本专利技术优选的方面，所述的方法在搅拌均匀之后，还包括通入氮气除气10min的步骤。在本专利技术优选的方面，所述的方法选自下面的方法之一：(A)将A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在735℃，加入合金总重量0.2％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，气体流量1L/min；精炼完成后，降温到715℃静置5min；(B)将A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在735℃，加入合金总重量0.2％的Al-10Sr，搅拌均匀后加入合金总重量0.2％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，气体流量1L/min；精炼完成后，降温到715℃静置5min；以及(C)将A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在735℃，加入合金总重量0.2％的Al-5Sr-3Ce-2Mg变质剂，搅拌均匀后加入合金总重量0.2％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，气体流量1L/min；精炼完成后，降温到715℃静置5min；在本专利技术的其他方面，还公开了按照前文所述的方法精炼得到的铝合金。在本专利技术的其他方面，还公开了以下的技术方案：该高效变质剂Al-Sr-Ce-Mg的特征在于：所述的变质剂包括以重量计3-5份的Ce，以重量计1-3份的Mg和以重量计3-5份的Sr，其中Ce+Mg+Sr以重量计不小于7份。结合Sr的变质使变质效果显著增强，利用Ce的加入保证Sr不易烧损。为了实现以上的专利技术目的，本专利技术提供了一种A356.2铝合金变质的方法，其特征在于：向A356.2铝合金中加入0.1％-0.2％(重量百分比)Al-Sr-Ce-Mg变质剂，利用Mg激发Ce在A356.2铝合金中变质作用，同时，在本专利技术一个优选的方面，所述的Mg、Ce、Sr是以Al-Sr-Ce-Mg合金的形式存在的。在本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了一种精炼A356.2铝合金的方法，该方法包括在将A356.2铝合金熔化后，保持温度于725-745摄氏度，并且在铝液中加入以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.1-0.2份的Al-Sr-Ce-Mg变质剂，并且搅拌均匀。在本专利技术一个优选的方面，在以重量计100份Al-Sr-Ce-Mg变质剂中含5份Sr，3份Ce和2份Mg，即Al-5Sr-3Ce-2Mg。在本专利技术一个优选的方面，所保持的温度是735摄氏度。在本专利技术一个优选的方面，在以重量计100份A356.2铝合金中加入以重量计0.2份的Al-Sr-Ce-Mg变质剂。在本专利技术一个优选的方面，所述的方法还包括在搅拌均匀后通入氮气除气10min的步骤。在本专利技术的另一个方面，还提供了按照前文所述的任一种变质剂在精炼A356.2铝合金中的用途。在本专利技术的另一个方面，还提供了按照前文所述的方法的任一种制备的精炼后的铝合金材料。本专利技术通过在A356.2铝合金加入少量的Al-Sr-Ce-Mg变质剂来获得细小的球状共晶硅颗粒。本专利技术的变质剂及方法加强了对A356.2铝合金的变质效果，铸锭后共晶硅尺寸有明显减小，形态为颗粒状，部分共晶Si颗粒尺寸为纳米级别，明显优于Al-10Sr变质剂的变质效果。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施方案，其中：图1：实施例1的方法得到的铝合金锭的铸态的金相照片，其中图1A是该铝合金铸态的100X金相照片，图1B是该铝合金铸态的500X金相照片；图2：实施例2的方法得到的铝合金锭的铸态的金相照片，其中图2A是该铝合金铸态的100X金相照片，图2B是该铝合金铸态的500X金相照片；图3：实施例3的方法得到的铝合金锭的铸态的金相照片，其中图3A是该铝合金铸态的100X金相照片，图3B是该铝合金铸态的500X金相照片。具体实施方式金相观察采用ZEISS Axio Observer A1m金相显微镜来进行。实施例1将A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在735℃，加入合金总重量0.2％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，气体流量1L/min。精炼完成后，降温到715℃静置5min，浇注成锭并观察金相组织(见图1)，此外为避免冷速掩盖变质结果，模具温度均于300℃保温3小时以上。从金相照片中可以看出，在不进行变质直接浇铸成锭的情况下，共晶硅主要呈现出长杆状及长条状，这表明在未添加变质剂时，变质效果很差。实施例2将A356.2铝合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在735℃，加入合金总重量0.2％的Al-10Sr，搅拌均匀后加入合金总重量0.2％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，气体流量1L/min。精炼完成后，降温到715℃静置5min，浇注成锭并观察金相组织(见图2)，此外为避免冷速掩盖变质结果，模具温度均于300℃保温3小时以上。从金相照片本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于铝合金精炼的变质剂，其特征在于，所述的变质剂包含Al和重量计由3‑5份的Ce，1‑3份的Mg和3‑5份的Sr。
【技术特征摘要】
1.一种用于铝合金精炼的变质剂，其特征在于，所述的变质剂包含Al和重量计由3-5份的Ce，1-3份的Mg和3-5份的Sr。2.根据权利要求1所述的变质剂，其特征在于，所述的变质剂是以Al-Sr-Ce-Mg合金的形式存在的。3.根据权利要求1所述的变质剂，其特征在于，以重量计100份的变质剂中含5份Sr，3份Ce和2份Mg，余量为Al。4.使用权利要求1-3任一项所述的变质剂来精炼铝合金的方法，其特征在于，在精炼的铝合金中加入以铝合金重量计0.1％-0.2％的前文所述的变质剂。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的铝合金是A356.2铝合金。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法包括步骤：将铝合金熔化后，保持温度于725-745摄氏度，并且在铝液中加入以铝合金重量计0.1％-0.2％的所述变质剂，并且搅拌均匀。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所保持的温度是735摄氏度。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法在搅...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴大勇，王立生，李振宇，朱志华，刘春海，
申请(专利权)人：中信戴卡股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13
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