一种细化铝合金的方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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a-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a-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。
[0003] 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。
[0004] 在先技术，CN103667759A公开了一种Al-Mg-Si系合金a -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200-25(TC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。
[0005] 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a -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。
[0006] 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】
[0007] 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。
[0008] 为了实现以上的发明目的，本发明提供了以下的技术方案：
[0009] 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-Gd 二元非晶合金作为铝合金细化剂，并且所述的Al-Gd二元非晶合金中Gd的原子百分比为 8-12%〇
[0010] 在本发明一个优选的方面，所述的非晶合金的熔点为800°C以内。
[0011] 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Al9tlGd 1P
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 在本发明的其他方面，还提供了以下的技术方案：
[0018] 本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：一种利用二元铝一稀土非晶对 A356. 2合金进行晶粒细化的方法，包括如下步骤：
[0019] 第一步，铝基二元非晶成分的选择。
[0020] 选择熔点800°C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Al 9(lGd1Q。
[0021] 第二步，铝基非晶细化剂的制备。
[0022] 按照上述成分选择原则，选择一种纯度不低于99. 99%、厚15 μπκ宽I. 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φ?5 mm X 5 mm的圆柱形试块，以方便取用。
[0023] 第三步，铝合金熔炼温度的确定及熔炼过程。
[0024] 根据所选铝基非晶的差示扫描量热仪（DSC)检测结果，分析铝基非晶的熔化温 度，从而确定A356. 2合金的熔炼温度，使得A356. 2合金熔炼温度比铝基非晶的熔化温度高 至少20°C，但不低于A356. 2合金的通常熔炼温度720°C，保证非晶合金加入A356. 2铝合金 后能够顺利熔解。待A356. 2合金熔化后，取质量分数0. 25%的铝基非晶圆柱试块加入到 A356. 2铝合金液中，机械搅拌120s使其充分熔解并分散均匀，将合金液静置lOmin，除渣后 进行浇铸。
[0025] 本发明的有益效果是：本发明中用于细化A356. 2合金的铝基合金为非晶态合金， 具有成分均匀的特点，其加入到铝合金液后析出大量纳米级颗粒相，这些纳米析出相作为 异质形核核心，均匀分散在铝液中。细化处理后A356. 2合金中a-Al晶粒尺寸比传统细化 剂处理的铝合金显著减小，细化效果更好。
[0026] 与现有技术相比，本发明的显著进步如下：本发明专利所述细化剂的制备过程简 单，只需将商购条带与铝粉混合并压制成块即可使用，工时短，生产率高。本发明专利细化 剂选用的是对A356. 2合金细化能力强的含稀土合金，且为非晶态，其加入熔体后元素分布 比传统合金更加均匀，析出相为纳米相，大大增加了异质形核质点数量，改善了铝合金的晶 粒细化效果。细化剂为非晶态材料，该材料加入铝熔体后可提供大量、分布均匀的纳米级形 核质点，大大提高了 A356. 2合金的细化效果。该方法工艺过程较为简单，生产周期短，克服 了熔炼和制备过程工艺复杂、工艺时间长、细化效果有限等弊端。
【附图说明】
[0027] 以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0028] 图1为实施例1中Al9tlGdltl非晶的X射线衍射曲线；
[0029] 图2为实施例1中Al9tlGdltl非晶的差示扫描量热曲线；
[0030] 图3为A356. 2合金的铸态显微组织；
[0031] 图4为传统Al-Ti-B细化剂处理后的A356. 2合金的铸