[发明专利]一种制备Yb、La和SiC复合变质A356.2合金的方法

说明书

本发明公开了一种制备Yb、La和SiC复合变质A356.2合金的方法，包括如下步骤：以纳米级的SiC为颗粒增强体，经过超高温氧化处理后，再采用纳米磁控溅射设备，将高纯金属Ti包裹在氧化处理后的SiC颗粒表面；且采用高纯复合重稀土变质和连续超声辅助熔炼，以进一步提高铸造质量。本发明采用自主研发的支架为辅助设备，可以使得SiC颗粒处于悬浮状态就得以浇注。此制备方法简单、成本较低，生产周期短，拥有良好的产业化前景。

技术领域

本发明涉及合金的熔炼领域，具体涉及一种制备Yb、La和SiC复合变质A356.2合金的方法。

背景技术

A356.2铝合金是典型的Al-Si-Mg系三元合金，与A356.0，A356.1相比，Fe的含量进一步降低，并且加入了金属Ti，更好地细化了晶粒。A356.2铝合金可以铸造形状比较复杂的薄壁零件，因其铸造性能优秀，塑性高，所以应用于汽车轮毂上面。

未加入变质剂的A356.2合金，其基体中包含粗大的板片针尖状初晶硅。晶粒越粗大，分布愈不均匀，材料的性能越不好。目前，生产行业都致力于改善传统的A356.2合金性能，主要方法就是从源头出发，改善粗大的颗粒，使其分布均匀化和圆润化，采用何种变质剂，如何进行变质A356.2合金也是国内外研究和发展的共同的问题。

19世纪人们发现了稀土元素可以变质Al-Si铝合金，且稀土元素可以长时间过烧而不降低其细化效果。稀土还可以进行除气、除渣。对降低A356的氢脆现象也有改进，但是，目前大部分研究仅限于单独添加轻稀土元素，对于重稀土元素，尤其是混合高纯重稀土镱和镧的研究有限。

SiC-Al复合材料作为结构材料以普遍应用到直升机旋翼上、刹车盘等，但是，由于碳化硅的特殊性质，使得制备SiC-Al复合材料极其困难。大多数人都采用粉末冶金的方法进行制备，但此方法生产工艺繁琐，烧结过程不易控制，不易制备体积较大的结构件，且生产周期较长。

CN106011507 A公开了一种Al-Mg-Si-Y稀土铝合金及其制备方法，该方法加入中间合金以后每隔5分钟进行搅拌，虽然可以充分的搅拌均匀，但是由于搅拌过于频繁，容易导致熔体内进入气体。且制备稀土中间合金加大了生产周期，也易造成稀土元素的二次氧化。CN 100516261C公开了一种用富铈混合稀土变质A356合金原液的方法，在熔炼过程中进行两次磁力搅拌，此做法极易引起气体进入铝合金溶液，且加入稀土变质剂后，进行磁力搅拌，导致稀土和氧气充分接触，烧损严重，降低变质效果。CN 103451494A公开了一种一种铝-硅-镱铸造铝合金及制备方法。该方法采用电磁搅拌，但电磁搅拌的工作温度高达到840℃，稀土严重烧损且保温时间过短，稀土变质具有一定的潜伏期，时间过短，不能够很好的发挥稀土作用。CN 104178649 A公开了一种一种高性能镧镱铝合金的制备方法，此方法铸造出的合金未热处理且超声时间过短，超声完毕后未能够立即浇注，降低了超声的效果。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种制备Yb、La和SiC复合变质A356.2合金的方法，该方法环保安全，晶粒细化，铸造质量好，且减少生产周期。

本发明通过以下技术方案实现的：

一种制备Yb、La和SiC复合变质A356.2合金的方法，包括以下步骤：

1）碳化硅的预处理：

（1）称取5.25g的平均粒径5nm-90nm的碳化硅，加入20ml的酒精，超声分散30分钟；

（2）将超声完毕的碳化硅放入鼓风干燥箱中，70℃进行烘干2h；

（3）烘干完毕，放入研磨钵中研磨时间为2h；

（4）SiC放进石英坩埚，加热至300℃±5℃保温30min，再升温至1200℃±5℃保温5h，期间每隔30min搅拌，时间为40s；