一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂及其使用方法与流程

本发明涉及铸造铝合金的熔炼加工技术，更特别地说，是指一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂及其使用方法。所述精炼剂可使铝合金回炉料得到资源化再利用。

背景技术：

随着汽车工业的迅猛发展，能源、环境和安全问题日益突出，对铝合金需求量越来越大，开发应用高性能铝合金零部件来满足轻量化设计的需求越来越迫切。铸造铝合金因具有优异的铸造流动性、物理性能、耐腐蚀性能和机械加工性能，成为汽车零部件普遍使用的材料。但在铝合金铸件生产过程中，由于原材料受腐蚀生成“铝锈”，铝熔体与空气中的水、氧气，或者熔炼用坩埚炉衬发生反应等，导致生成氧化物夹杂及气体，其中氢气占总气体的85％以上。这些夹杂物和气体会导致铸件产生一系列的缺陷，造成铸件性能下降，甚至报废。因此，获得洁净的铝合金，是制备高品质铸件的关键技术之一。

“熔体净化处理，也叫精炼，是通过各种手段将熔体中的夹杂物和气体清除掉的工艺操作过程，目的是使熔体纯净，保证获得优质铸件(锭)的重要措施”。“铝合金熔体净化处理所用的熔剂，主要是碱金属的氯盐和氟盐的混合物，市场上叫精炼剂。”田荣璋编著，铸造铝合金，中南大学出版社，2006.9，P196，P207-208。目前市售的精炼剂可将铝熔体的氢含量降至0.2ml/100g Al的水平。

然而，随着社会对资源化循环利用需求的提升以及铝合金加工行业竞争的越演愈烈，很多工厂在铸造铝合金零部件(比如汽车车轮)时，常常添加高含量比例的回炉料，甚至一些氧化物杂质含量较高的回炉料也被使用。这些回炉料主要为制备铝合金铸件过程中产生的边料、废料、报废铸件等，其应用导致在铝合金液精炼时，普通市售精炼剂除气、除杂效果不足，尤其是去除小尺寸夹杂物的效果差，铝渣分离不良，所得铸件缺陷多等问题。

此外，因高比例回炉料的使用，铝熔体中杂质铁含量显著增加，合金凝固组织中会出现大量大尺寸的富铁相，尤其是针片状β-Al₅FeSi相，显著降低了铝合金铸件的力学性能及机械加工性能，对产品的合格率有很大影响。因此，迫切需要开发新型的高效精炼剂，以获得高品质超纯净的铸造铝合金铸件。

技术实现要素：

为了解决铝合金铸件资源化循环利用时，传统精炼剂对添加了高含量比例回炉料铝合金熔体净化效果差，及所得铸件组织中易形成大量大尺寸针片状有害富铁相从而恶化铸件性能的问题，本发明提出了一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂及其使用方法。该精炼剂采用碱金属、氯盐、氟盐、铝铜、铝铌中间合金、金属锌及稀土元素等进行合理配比后制成，使用方法简便易行。精炼剂加入至铝熔体中后，能够自下向上充分扩散，不吸附团聚，快速发挥精炼效果，获得高纯净度的铝合金熔体。用其对含高比例回炉料铝合金熔体进行精炼时，可将铝熔体的氢含量降至不超过0.10ml/100g Al的水平，将铝熔体的总氧含量降至不超过80ppm的水平。该精炼剂除了具有优良的除气、除杂净化效果外，还能显著降低铸件组织中β-Al₅FeSi相的数量和尺寸，消除铝合金中杂质铁的有害作用，从而提高铸造铝合金铸件的力学性能及成品率。

本发明完整的技术方案包括：

一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂，所述精炼剂包括通用组分和功能组分，其特征在于：所述的通用组分包括以下组分：氯金属盐、氟金属盐、氟铝酸盐和/或氟硅酸盐；所述的功能组分包括以下组分：铌合金、铜合金、金属锌和稀土。

优选的，所述的精炼剂中，通用组分所占的质量分数为54％～91％，功能组分所占的质量分数为14％～36％。

优选的，所述氯金属盐为碱金属盐、MnCl₂、MgCl₂的组合物，所述的氟铝酸盐或氟硅酸盐为Na₃AlF₆或Na₃SiF₆，所述的氟金属盐为CaF₂。

优选的，所述的铌合金为Al－10Nb合金。

优选的，所述的铜合金为Al₂Cu合金。

优选的，所述稀土RE是La、Ce、Nd和Er中的一种或两种及两种以上的混合。

优选的，所述的精炼剂具体由以下质量分数的各组分组成；

以上组合之和为100wt％。

所述稀土RE是La、Ce、Nd和Er中的一种或两种及两种以上的混合。

制备所述的含高比例回炉料铝合金用精炼剂的方法，有下列步骤：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将NaCl、Na₃AlF₆、Al10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，升温熔化后保温，随后将混合料冷却，取出并破碎成颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE和粘结剂混合均匀，压制成锭，得到锭状精炼剂。

所述的含高比例回炉料铝合金用精炼剂的使用方法，将锭状精炼剂用于铝合金铸件的工业生产中，所述锭状精炼剂添加量占铝合金质量的0.05～0.20wt％。

所述的含高比例回炉料铝合金用精炼剂的使用方法，所述的回炉料占铝合金总质量的40wt％～100wt％。

所述的含高比例回炉料铝合金用精炼剂的使用方法，具体包括如下步骤：

步骤一，在熔炼炉中将待利用回炉料和铝合金新料熔化，成分调整合格后将铝液转入中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将锭状精炼剂直接投入中间包内，使锭状精炼剂自由沉入铝液底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，对铝熔体进行惰性气体吹洗精炼；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用铸造工艺制备铝合金铸件。

所述的含高比例回炉料铝合金用精炼剂的使用方法，经精炼剂精炼后得到铝液的H含量降至不超过0.10ml/100g Al，总氧含量降至不超过80ppm。

采用所述的方法得到的铝合金部件，所述铝合金部件制备所使用的待利用回炉料占铝合金总质量的40wt％～100wt％。

所述部件为车轮，利用经精炼剂精炼后得到的铝液制作的铝合金车轮的轮辐和内轮缘延伸率提高20～40％。

铸造铝合金零部件时使用本发明精炼剂与现有技术相比较具有以下优点：

(1)本发明精炼剂除气除杂清渣效果优异，可获得超纯净的铸造铝合金。用其精炼含高比例回炉料铝合金或者全部由回炉料组成的铝合金熔体时，可将铝熔体的氢(H)含量降至不超过0.10ml/100g Al的水平；将铝熔体的总氧(O)含量降至不超过80ppm的水平。

(2)本发明所得精炼剂呈圆锭状，而非传统的粉末状，使用方法简便易行。将精炼剂置入铝熔体中后，精炼剂能够自下向上充分扩散，不吸附团聚，可快速发挥精炼作用，不仅解决了传统粉末精炼剂漂浮于铝液表面、精炼效果不充分的问题，还避免了采用钟罩压入、过滤盘清理等复杂工序，降低了劳动强度。

(3)与普通市售精炼剂相比，本发明精炼剂显著降低了脆性富铁相的含量和尺寸，有效消除了杂质铁的有害作用。

(4)与普通市售精炼剂相比，使用本发明精炼剂处理后，所得铸件性能显著提高，比如低压铸造铝合金车轮轮辐和内轮缘延伸率可提高20～40％。

(5)与普通市售精炼剂相比，本发明精炼剂显著提高了铸造铝合金铸件的成品率，尤其是显著提高含高比例回炉料铝合金铸件的成品率。

附图说明

图1是B1车轮轮辐部位的拉伸曲线图。

图2是B1车轮内轮缘部位的拉伸曲线图。

图3是A1车轮轮辐部位的拉伸曲线图。

图4是A1车轮内轮缘部位的拉伸曲线图。

图5是B1车轮轮辐部位的显微组织照片。

图6是A1车轮轮辐部位的显微组织照片。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。

在本发明中，待利用回炉料是指制备A356铝合金铸件过程中产生的边料、废料、报废铸件等。

在本发明中，制备铝合金车轮使用的待利用回炉料达到40wt％～100wt％，有效地实现了待利用回炉料的资源化再利用。

在本发明中，将待利用回炉料和铝合金新料经本发明制得的精炼剂精炼后得到铝液A。

在本发明中，将待利用回炉料和铝合金新料经市售精炼剂精炼后得到铝液B。在同一个实施例中，铝液B中待利用回炉料和铝合金新料的比例与铝液A一致；铝液B使用精炼剂的含量与铝液A一致。

本发明完整的技术方案包括：

一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂，所述精炼剂包括通用组分和功能组分，其特征在于：所述的通用组分包括以下组分：氯金属盐、氟金属盐、氟铝酸盐和/或氟硅酸盐；所述的功能组分包括以下组分：铌合金、铜合金、金属锌和稀土。

优选的，所述的精炼剂中，通用组分所占的质量分数为54％～91％，功能组分所占的质量分数为14％～36％。

优选的，所述氯金属盐为碱金属盐、MnCl₂、MgCl₂的组合物，所述的氟铝酸盐或氟硅酸盐为Na₃AlF₆或Na₃SiF₆，所述的氟金属盐为CaF₂。

优选的，所述的铌合金为Al－10Nb合金。

优选的，所述的铜合金为Al₂Cu合金。

优选的，所述稀土RE是La、Ce、Nd和Er中的一种或两种及两种以上的混合。

精炼剂的成分：

本发明的一种含高比例回炉料铝合金用精炼剂，所述精炼剂由以下质量分数的各组分组成：

以上组合之和为100wt％。

所述稀土RE是La、Ce、Nd和Er中的一种或两种及两种以上的混合。

精炼剂的制备：

制备本发明的精炼剂的步骤有：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将NaCl、Na₃AlF₆、Al－10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，以20℃/分的速度升温，当温度升至800～820℃，保温10min，关闭电源，将混合料冷却至室温，取出并破碎成1～5mm的颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE和粘结剂混合均匀，采用油压机，在20～30KN的压力参数下，压制成密度大于3g/cm³且质量为0.25kg的圆锭，得到圆锭状精炼剂。

所述精炼剂的目标成分为：

精炼剂的使用方法

采用低压铸造工艺将圆锭状精炼剂用于铝合金铸件的工业生产中，所述圆锭状精炼剂添加含量为0.05～0.20wt％。

步骤一，在熔炼炉中将待利用回炉料和铝合金新料熔化，成分调整合格后将铝液转入1吨重的中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将本发明圆锭状精炼剂直接投入中间包内，使圆锭状精炼剂自由沉入铝液底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，开始使用GBF装置对铝熔体进行惰性气体吹洗，所用惰性气体是体积百分比99.5％的N₂，吹洗精炼温度为710～730℃，精炼时间为12～18min；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用低压铸造工艺制备铝合金铸件。

在本发明中，将圆锭状精炼剂直接置入铝熔体中后，精炼剂能够自下向上充分扩散，不吸附团聚，可快速发挥精炼作用，不仅解决了传统粉末精炼剂漂浮于铝液表面、精炼效果不充分的问题，还避免了采用钟罩压入、过滤盘清理等复杂工序，降低了劳动强度。

实施例1

实施例1精炼剂的制备步骤有：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将称量好的NaCl、Na₃AlF₆、Al10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，以20℃/分的速度升温，当温度升至810℃，保温10min，关闭电源，将混合料冷却至室温，取出并破碎成1～5mm的颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE(即La、Ce和Nd)和粘结剂混合均匀，采用YL41型号的油压机，在25KN的压力参数下，压制成密度为3.2g/cm³且质量为0.25kg的圆锭，得到圆锭状精炼剂。

实施例1的精炼剂的目标成分为：

实施例1制得精炼剂的使用方法：

采用低压铸造工艺将实施例1的精炼剂用于A356铝合金车轮的工业生产中，实施例1的精炼剂的添加含量为0.15wt％。所述A356铝合金车轮所需原料为80wt％的待利用回炉料和20wt％的A356铝合金新料。

步骤一，在熔炼炉中将A356铝合金车轮所需原料熔化，成分调整合格后将铝液转入1吨重的中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将实施例1的圆锭状精炼剂直接投入中间包内，所述精炼剂自由沉入铝熔体底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，开始使用GBF装置对铝熔体进行惰性气体吹洗，所用惰性气体是体积百分比99.5％的N₂，吹洗精炼温度为720℃，精炼时间为15min；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用低压铸造工艺制备A356铝合金车轮。

采用实施例1的精炼剂能有效去除氧化夹杂物，铝渣分离良好。对铝液A进行减压凝固分析，选用LY-CQ-1型号铝水测氢仪检测，测得铝液A中氢含量能降到0.08ml/100g Al的水平；选用LECO O836型号氧分析仪检测，总氧含量降至60ppm的水平，纯净化效果好。

实施例1低压铸造工艺请参考《铝合金车轮铸造技术》，赵玉涛，机械工业出版社，2004年7月第1版，第91-92页。其中：

浇注温度为700℃；

升液压力为0.020MPa，加压速度0.0014MPa/s；

充型压力为0.050MPa，加压速度0.0020MPa/s；

增压压力为0.10MPa，加压速度0.050MPa/s；

保压压力为0.10MPa，保压时间160s；

浇注后240s开型。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液A注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为A1车轮。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液B注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为B1车轮。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测B1车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度为250MPa，延伸率为4.1％(如图1所示)；内轮缘抗拉强度为280MPa，延伸率为7.8％(如图2所示)。采用电子探针(JXA－8100)观察B1车轮的轮辐的显微组织形貌，存在大量长针状亮白色β-Fe相和氧化物夹杂(如图5所示)。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测A1车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度提高到255MPa，延伸率提高到5.8％(如图3所示)；内轮缘抗拉强度300MPa，延伸率提高到11.7％(如图4所示)。采用电子探针(JXA－8100)观察A1车轮的轮辐的显微组织形貌，发现氧化物夹杂明显减少，长针状亮白色β-Fe相的数量、尺寸明显减小(如图6所示)；长针状铁相被消除，减小了对铝合金组织的割裂作用，降低了对车轮力学性能的损害。通过A1车轮与B1车轮对比，由于实施例1的精炼剂进入含有80wt％待利用回炉料的铝合金熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，铝液A的H含量能降到约0.08ml/100g Al的水平，总氧含量降至60ppm的水平，可充分去除所述铝液A中的氧化夹杂物。正因本发明精炼剂的添加，使得A1车轮具有好的力学性能。

实施例2

实施例2精炼剂的制备步骤有：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将称量好的NaCl、Na₃AlF₆、Al10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，以20℃/分的速度升温，当温度升至800℃，保温10min，关闭电源，将混合料冷却至室温，取出并破碎成1～5mm的颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE(即La、Ce和Er)和粘结剂混合均匀，采用YL41型号的油压机，在24KN的压力参数下，压制成密度为3.1g/cm³且质量为0.25kg的圆锭，得到圆锭状精炼剂。

实施例2的精炼剂的目标成分为：

实施例2制得精炼剂的使用方法：

采用低压铸造工艺将实施例2的精炼剂用于A356铝合金车轮的工业生产中，实施例2的精炼剂的添加含量为0.13wt％。所述A356铝合金车轮所需原料为70wt％的待利用回炉料和30wt％的A356铝合金新料。

步骤一，在熔炼炉中将A356铝合金车轮所需原料熔化，成分调整合格后将铝液转入1吨重的中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将实施例2的圆锭状精炼剂直接投入中间包内，所述精炼剂自由沉入铝熔体底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，开始使用GBF装置对铝熔体进行惰性气体吹洗，所用惰性气体是体积百分比99.5％的N₂，吹洗精炼温度为715℃，精炼时间为16min；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用低压铸造工艺制备A356铝合金车轮。

采用实施例2的精炼剂能有效去除氧化夹杂物，铝渣分离良好。对铝液A进行减压凝固分析，选用LY-CQ-1型号铝水测氢仪检测，测得铝液A中氢含量能降到0.07ml/100g Al的水平；选用LECO O836型号氧分析仪检测，总氧含量降至67ppm的水平，纯净化效果好。

实施例2低压铸造工艺请参考《铝合金车轮铸造技术》，赵玉涛，机械工业出版社，2004年7月第1版，第91-92页。其中：

浇注温度为700℃；

升液压力为0.020MPa，加压速度0.0014MPa/s；

充型压力为0.050MPa，加压速度0.0020MPa/s；

增压压力为0.10MPa，加压速度0.050MPa/s；

保压压力为0.10MPa，保压时间160s；

浇注后240s开型。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液A注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为A2车轮。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液B注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为B2车轮。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测B2车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度为245MPa，延伸率为4.0％；内轮缘抗拉强度为275MPa，延伸率为7.6％。采用电子探针(JXA－8100)观察B2车轮的轮辐的显微组织形貌，存在大量长针状亮白色β-Fe相和氧化物夹杂。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测A2车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度提高到260MPa，延伸率提高到5.5％；内轮缘抗拉强度295MPa，延伸率提高到11.2％。采用电子探针(JXA－8100)观察A2车轮的轮辐的显微组织形貌，发现氧化物夹杂明显减少，长针状亮白色β-Fe相的数量、尺寸明显减小；长针状铁相被消除，减小了对铝合金组织的割裂作用，降低了对车轮力学性能的损害。通过A2车轮与B2车轮对比，由于实施例2的精炼剂进入含有70wt％待利用回炉料的铝合金熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，铝液A的H含量能降到约0.07ml/100g Al的水平，总氧含量降至67ppm的水平，可充分去除所述铝液A中的氧化夹杂物。正因本发明精炼剂的添加，使得A2车轮具有好的力学性能。

实施例3

实施例3精炼剂的制备步骤有：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将称量好的NaCl、Na₃AlF₆、Al10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，以20℃/分的速度升温，当温度升至820℃，保温10min，关闭电源，将混合料冷却至室温，取出并破碎成1～5mm的颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE(即La、Ce、Nd和Er)和粘结剂混合均匀，采用YL41型号的油压机，在27KN的压力参数下，压制成密度为3.3g/cm³且质量为0.25kg的圆锭，得到圆锭状精炼剂。

实施例3制得精炼剂的成分为：

实施例3制得精炼剂的使用方法：

采用低压铸造工艺将实施例3的精炼剂用于A356铝合金车轮的工业生产中，实施例3的精炼剂的添加含量为0.10wt％。所述A356铝合金车轮所需原料为65wt％的待利用回炉料和35wt％的A356铝合金新料。

步骤一，在熔炼炉中将A356铝合金车轮所需原料熔化，成分调整合格后将铝液转入1吨重的中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将实施例3的圆锭状精炼剂直接投入中间包内，所述精炼剂自由沉入铝熔体底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，开始使用GBF装置对铝熔体进行惰性气体吹洗，所用惰性气体是体积百分比99.5％的N₂，吹洗精炼温度为710℃，精炼时间为14min；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用低压铸造工艺制备A356铝合金车轮。

采用实施例3的精炼剂能有效去除氧化夹杂物，铝渣分离良好。对铝液A进行减压凝固分析，选用LY-CQ-1型号铝水测氢仪检测，测得铝液A中氢含量能降到0.09ml/100g Al的水平；选用LECO O836型号氧分析仪检测，总氧含量降至72ppm的水平，纯净化效果好。

实施例3低压铸造工艺请参考《铝合金车轮铸造技术》，赵玉涛，机械工业出版社，2004年7月第1版，第91-92页。其中：

浇注温度为700℃；

升液压力为0.020MPa，加压速度0.0014MPa/s；

充型压力为0.050MPa，加压速度0.0020MPa/s；

增压压力为0.10MPa，加压速度0.050MPa/s；

保压压力为0.10MPa，保压时间160s；

浇注后240s开型。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液A注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为A3车轮。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液B注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为B3车轮。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测B3车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度为242MPa，延伸率为4.0％；内轮缘抗拉强度为273MPa，延伸率为7.5％。采用电子探针(JXA－8100)观察B3车轮的轮辐的显微组织形貌，存在大量长针状亮白色β-Fe相和氧化物夹杂。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测A3车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度提高到257MPa，延伸率提高到5.1％；内轮缘抗拉强度293MPa，延伸率提高到10.1％。采用电子探针(JXA－8100)观察A3车轮的轮辐的显微组织形貌，发现氧化物夹杂明显减少，长针状亮白色β-Fe相的数量、尺寸明显减小；在长针状铁相被消除下，减小了对铝合金组织的割裂作用，降低了对车轮力学性能的损害。通过A3车轮与B3车轮对比，由于实施例3的精炼剂进入含有65wt％待利用回炉料的铝合金熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，铝液A的H含量能降到约0.09ml/100g Al的水平，总氧含量降至72ppm的水平，可充分去除所述铝液A中的氧化夹杂物。正因本发明精炼剂的添加，使得A3车轮具有好的力学性能。

实施例4

实施例4精炼剂的制备步骤有：

步骤A，按照精炼剂的目标成分将称量好的NaCl、Na₃AlF₆、Al10Nb和Al₂Cu混合，搅拌均匀，置入熔化炉中，以20℃/分的速度升温，当温度升至815℃，保温10min，关闭电源，将混合料冷却至室温，取出并破碎成1～5mm的颗粒，制得预混料；

步骤B，按照精炼剂的目标成分将步骤A得到的预混料与MnCl₂、MgCl₂、CaF₂、Zn、RE(即La和Ce)和粘结剂混合均匀，采用YL41型号的油压机，在26KN的压力参数下，压制成密度为3.2g/cm³且质量为0.25kg的圆锭，得到圆锭状精炼剂。

实施例4的精炼剂的目标成分为：

实施例4制得精炼剂的使用方法：

采用低压铸造工艺将实施例4的精炼剂用于A356铝合金车轮的工业生产中，实施例4的精炼剂的添加含量为0.20wt％。所述A356铝合金车轮所需原料为100wt％的待利用回炉料。

步骤一，在熔炼炉中将A356铝合金车轮所需原料熔化，成分调整合格后将铝液转入1吨重的中间包；

步骤二，在中间包中放入Al-10Sr变质剂及Al-5Ti-B细化剂后，将实施例4的圆锭状精炼剂直接投入中间包内，所述精炼剂自由沉入铝熔体底部；

步骤三，在中间包加入精炼剂后，开始使用GBF装置对铝熔体进行惰性气体吹洗，所用惰性气体是体积百分比99.5％的N₂，吹洗精炼温度为720℃，精炼时间为17min；

步骤四，精炼完毕后，包内扒渣，并将中间包内精炼后的铝液注入保温炉，开始采用低压铸造工艺制备A356铝合金车轮。

采用实施例4的精炼剂能有效去除氧化夹杂物，铝渣分离良好。对铝液A进行减压凝固分析，选用LY-CQ-1型号铝水测氢仪检测，测得铝液A中氢含量能降到0.09ml/100gAl的水平；选用LECO O836型号氧分析仪检测，总氧含量降至78ppm的水平，纯净化效果好。

实施例4低压铸造工艺请参考《铝合金车轮铸造技术》，赵玉涛，机械工业出版社，2004年7月第1版，第91-92页。其中：

浇注温度为700℃；

升液压力为0.020MPa，加压速度0.0014MPa/s；

充型压力为0.050MPa，加压速度0.0020MPa/s；

增压压力为0.10MPa，加压速度0.050MPa/s；

保压压力为0.10MPa，保压时间160s；

浇注后240s开型。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液A注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为A4车轮。

在低压铸造机上设置上述的低压铸造工艺参数，将铝液B注入模具中进行A356铝合金车轮制作，制得车轮记为B4车轮。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测B4车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度为240MPa，延伸率为3.8％；内轮缘抗拉强度为270MPa，延伸率为7.2％。采用电子探针(JXA－8100)观察B4车轮的轮辐的显微组织形貌，存在大量长针状亮白色β-Fe相和氧化物夹杂。

采用液压伺服疲劳试验机(Instron8801，50KN)检测A4车轮的轮辐和内轮缘力学性能：轮辐抗拉强度提高到251MPa，延伸率提高到4.9％；内轮缘抗拉强度290MPa，延伸率提高到9.8％。采用电子探针(JXA－8100)观察A4车轮的轮辐的显微组织形貌，发现氧化物夹杂明显减少，长针状亮白色β-Fe相的数量、尺寸明显减小；长针状铁相被消除，减小了对铝合金组织的割裂作用，降低了对车轮力学性能的损害。通过A4车轮与B4车轮对比，由于实施例4的精炼剂进入含有100wt％待利用回炉料的铝合金熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，铝液A的H含量能降到约0.09ml/100g Al的水平，总氧含量降至78ppm的水平，可充分去除所述铝液A中的氧化夹杂物。正因本发明精炼剂的添加，使得A4车轮具有好的力学性能。