[发明专利]一种细化铝合金的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金熔炼领域，具体地涉及一种细化铝合金的方法。

背景技术

A356.2铝合金具有流动性好，无热裂倾向，线收缩小，比重小，耐蚀性好等优良特性，是汽车轮毂的主要使用材料。然而，未细化变质的A356.2铝合金的铸态组织为粗大片状或针状共晶硅和α-Al枝晶组织，力学性能较低。因此，必须添加变质元素及晶粒细化元素，使共晶硅形态由粗大的片状或针状转变为细小的球状或棒状，同时使α-Al晶粒得到细化，才能提高A356.2合金的使用性能，扩展其应用范围。目前，工业生产中A356.2铝合金常用的细化剂有Al-Ti-B、Al-Ti-C、Al-Ti-B-C等。

在先技术，CN102886511A公开了一种制备Al-Ti-C晶粒细化剂的方法。所述细化剂由TiC加入铝液中制得。涉及到的TiC为纳米颗粒，材料成本高，制备工艺复杂。且需要使用氩气或氮气将该纳米粉末分散到熔体中，加大了工艺的复杂程度和整个工艺的周期，不易控制，不利于产业化生产。

在先技术，CN103667759A公开了一种Al-Mg-Si系合金α-Al晶粒细化剂及其制备方法。该方法需将Ti、Bi、Cr三种粉末混合后研磨至200-400目，加大了工艺时长。且粉末需用铝箔紧密包裹后，在200-250℃下烘烤30min后方可使用，增加了工艺复杂程度，不利于产业化生产。

在先技术，CN103589916A公开了一种快速凝固Al-Ti-B-Sc中间合金细化剂及其制备方法。该细化剂为晶态材料，其显微组织由α-Al及尺度为微米级的TiAl₃、TiB₂、AlB₂和Al₃Sc晶体相组成，微米级的析出相提供有限的形核质点，限制了元素的细化效果。

综上所述，现有技术中的铝合金细化剂要么成本较高难以广泛应用，要么使用步骤和过程复杂，限制了其在生产上的应用。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种新型的铝合金细化剂，从而克服以上的各个问题。

为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：

在本发明的一个方面，提供了一种细化铝合金的方法，其特征在于，其使用Al-Y二元非晶合金作为铝合金细化剂，并且所述的Al-Y二元非晶合金中Y的原子百分比为9-13％。

在本发明一个优选的方面，所述的非晶合金的熔点为800℃以内。

在本发明一个优选的方面，所述的铝-稀土元素的非晶合金是Al₉₀Y₁₀。

在本发明一个优选的方面，在铝合金细化过程中，按铝合金的重量计，加入0.17-0.32％的铝合金细化剂，熔炼温度为比铝合金细化剂的熔化温度高20-40摄氏度,但不低于A356.2合金的通常熔炼温度720℃。

在本发明一个优选的方面，加入0.25％的铝合金细化剂，并且熔炼温度为比铝合金细化剂的熔化温度高20摄氏度,但不低于A356.2合金的通常熔炼温度720℃。

在本发明一个优选的方面，所述的铝-稀土元素的非晶合金是圆柱形试块。

在本发明一个优选的方面，提供了按照前文所述的方法细化加工得到的铝合金。

在本发明一个优选的方面，提供了按照前文所述的方法细化加工得到的铝合金在铸造车轮中的用途。

在本发明的其他方面，还提供了以下的技术方案：

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种利用二元铝—稀土非晶对A356.2合金进行晶粒细化的方法，包括如下步骤：

第一步，铝基二元非晶成分的选择。

选择熔点800℃以内的铝-稀土二元非晶成分，保证能耗较低，降低合金熔炼过程中的挥发。所选铝基非晶是Al₉₀Y₁₀。

第二步，铝基非晶细化剂的制备。

按照上述成分选择原则，选择一种纯度不低于99.99％、厚15μm、宽1.5mm的商业铝基非晶条带(购自安泰科技股份有限公司)。利用压块机将条带在500MPa压力下压制5秒，制成的圆柱形试块，以方便取用。

第三步，铝合金熔炼温度的确定及熔炼过程。