CN108517428A - 一种用于铝或铝合金的晶粒细化剂 - Google Patents

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于海跃
聂祚仁
高坤元
文胜平
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Abstract

一种用于铝或铝合金的晶粒细化剂，属于晶粒细化剂技术领域。铝合金细化剂以铝为基体，Er在铝合金细化剂中含量为0.5‑10％(重量百分比)，Zr含量为0.1‑10％(重量百分比)，其它元素为0‑5％(重量百分比)，其它元素包括但不限于Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C中的一种或几种，余量为Al。含Er,Zr元素的细化剂，其对铝合金的晶粒细化效果明显，且不会出现Al‑Ti‑B细化剂中的不熔TiB2颗粒带来的负面作用。

Description

一种用于铝或铝合金的晶粒细化剂
技术领域
本发明属于晶粒细化剂技术领域，特别是一种铝合金的晶粒细化剂。
技术背景
铝合金的晶粒细化对变形铝合金的半连续铸造以及铸造铝合金的成型铸造都很有意义,它可以改善铸锭的力学性能、减少偏析、降低热裂倾向,改善铸件凝固过程中的补缩、消除或更好地分散疏松、提高铸件的气密性和表面质量等。为了实现精制铸造微观结构，通过添加晶粒细化剂的化学方法已成为常见的工业实践。用于Al合金的最广泛使用的晶粒细化剂是Al-5Ti-1B。大约有75％的世界铝工业使用Al-Ti-B进行晶粒细化。然而，经过60多年的深入研究，晶粒细化的精确机制尚不明确。Al-Ti-B中的TiB2粒子易沉淀聚集，对含Mn、Cr、Zr元素的合金产生“毒化”现象，都会使细化剂降低细化效果；另外，在生产超薄铝箔时，TiB2粒子会造成铝箔的针孔、裂纹等缺陷，还会划伤轧辊；TiB2粒子会造成光亮和阳极材料表面条带状缺陷；TiB2粒子在生产压力罐材的过程中容易成为裂纹扩展源，所以不熔TiB2颗粒会影响产品后期使用质量。
本发明为含Er,Zr元素的细化剂，其对铝合金的晶粒细化效果明显，且不会出现Al-Ti-B细化剂中的不熔TiB2颗粒带来的负面作用。
发明内容
针对上述Al-Ti-B细化剂存在问题，本发明的目的是设计一种以铝为基体含Er,Zr元素的细化剂，不存在传统Al-Ti-B细化剂的缺陷，且对铝合金晶粒细化效果显著。
一种铝合金细化剂，其特征在于，铝合金细化剂以铝为基体，Er在铝合金细化剂中含量为0.5-10％(重量百分比)，Zr含量为0.1-10％(重量百分比)，其它元素为0-5％(重量百分比)，其它元素包括但不限于Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C等中的一种或几种，余量为Al。
本发明的优点：本发明的铝合金细化剂用于铝或铝合金时，对晶粒细化具有明显的效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。铝合金细化剂的制备：
用纯铝制备铝合金细化剂，Er含量0.5-10％(重量百分比)，Zr含量0.1-10％(重量百分比)，其它元素为Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C含量为0-5％(重量百分比)。
实施例1
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-0.5Er-0.1Zr细化剂。细化剂加入量50g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至400μm。
对比例1
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降至680℃，静置3-5分钟后，浇铸至磨具中，空冷至室温。平均晶粒尺寸3000μm。
实施例2
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-1Er-1Zr细化剂。细化剂加入量22.2g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至500μm。
实施例3
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-5Er-5Zr细化剂。细化剂加入量4.1g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至500μm。
实施例4
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-10Er-10Zr细化剂。细化剂加入量2.1g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至600μm。
实施例5
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-1Er-1Zr-1Mg(或Al-1Er-1Zr-1Mn/Al-1Er-1Zr-1Fe/Al-1Er-1Zr-1Si/Al-1Er-1Zr-1Cu/Al-1Er-1Zr-1Zn/Al-1Er-1Zr-1Ti/Al-1Er-1Zr-1B/Al-1Er-1Zr-1C/Al-1Er-1Zr-1Cr)细化剂，细化剂加入量22.2g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入以上细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至450μm-500μm。
实施例6
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-0.5Er-0.1Zr-0.5Cr(或Al-0.5Er-0.1Zr-0.5B/Al-0.5Er-0.1Zr-0.5C)细化剂，细化剂加入量50g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入以上细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至400μm-450μm。
实施例7
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-0.5Er-0.1Zr-0.2Fe-0.2Si细化剂，细化剂加入量50g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至400μm。
实施例8
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-1Er-1Zr-2Mg-2Mn细化剂，细化剂加入量22.2g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至400μm。
实施例9
用石墨坩埚将200g工业纯铝锭熔化并加热至800℃以上保温一段时间，待铝液降温至700-720℃加入Al-10Er-10Zr-5Fe(或Al-10Er-10Zr-5Si/Al-10Er-10Zr-5Cu/Al-10Er-10Zr-5Zn/Al-10Er-10Zr-5Mg/Al-10Er-10Zr-5Mn/Al-10Er-10Zr-5Ti/Al-10Er-10Zr-5Cr Al-10Er-10Zr-5B/Al-10Er-10Zr-5C)细化剂，细化剂加入量2.1g。充分搅拌，静置3-5分钟后，待铝液降至680℃，浇铸至磨具中，空冷至室温。加入细化剂后可观察到铸造试样晶粒细化效果显著，平均晶粒尺寸细化至450μm-500μm。

Claims (1)

1.一种用于铝或铝合金的晶粒细化剂，其特征在于，含Er,Zr元素的细化剂，铝合金细化剂以铝为基体，Er在铝合金细化剂中含量为0.5-10％(重量百分比)，Zr含量为0.1-10％(重量百分比)，其它元素为0-5％(重量百分比)，其它元素包括但不限于Fe、Si、Cu、Mg、Mn、Zn、Ti、Cr、B、C中的一种或几种，余量为Al。
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