CN111485130A - Al-RE-Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法 - Google Patents

Al-RE-Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种Al‑RE‑Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法，所述合金细化剂的包含按质量百分比计的如下元素：3.2～8％RE、0.8～4％Y，余量为Al和其他不可避免的杂质；其中，RE/Y质量比为2～4，RE为La和Ce中的至少一种元素。本发明的Al‑RE‑Y合金细化剂经过连铸连轧制备后，轧制态合金室温抗拉强度超过120MPa，延伸率达到30％，综合性能优异；所提供的制备方法具有工艺绿色、简单、效率高、适合规模化生产等优点，所连铸连轧制备的Al‑RE‑Y合金细化剂对铝及其铝合金对晶粒具有明显细化效果。

Description

Al-RE-Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法
技术领域
本发明属于工业用铝合金及其制造技术领域，涉及一种合金细化剂及其制备方法，尤其涉及一种Al-RE-Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法。
背景技术
铝合金是以铝为基体的合金总称，具有密度小，强度较高的特点，具有优异的比强度。主要的合金体系有Al-Si系，Al-Cu系，Al-Mg系等。在交通，汽车，机械制造，航空航天领域有着广泛的应用。铝合金晶粒细化是提高铝合金力学性能的关键，目前主要通过添加中间合金的方法。尽管从理论上讲可以有很多的方法用来细化Al合金的晶粒，但到目前为止Al-Ti-B中间合金仍然是现有铝合金使用最广泛的晶粒细化剂，工业化生产的Al-Ti-B中间合金产品满足了铝工业不断增长的需求。目前Al-Ti-B中间合金的合成方法利用含氟的熔盐包括K2TiF6和KBF4在铝熔体中发生反应，生产工程中放出大量的KF、AlF3和KAlF4等有毒气体，污染环境，并且中间合金中往往含有盐类夹杂物等，从而污染了铝合金。目前随着日益严格的环境法规，采用Al-Ti-B中间合金进行细化越来越受到限制。因此迫切需要开发一种新型合金细化剂用于细化铝合金。
稀土一直是铝合金中用于细化和强化的元素，中国发明专利201910683881.4(一种高强度铝合金)公开的一种高强度Al-Zn-Mg铝合金,如下百分含量的组分组成：5.3-5.7％Zn、2.2-2.6％Mg、1.3-1.8％Cu、0.2-0.5％Si、0.3-0.6％Fe、0.2-0.4％Mn、0.06-0.2％Cr、0.06-0.15％Ce/La、0.2-0.8％Ag、余量为Al。其中添加0.06～0.15wt％的La/Ce稀土，可以显著促进稀土强化相和弥散强化相的形成，改善铝合金中的析出相弥散析出特征，从而显著提高铝合金的抗压强度以及屈服强度。但是添加La/Ce稀土一般只是作为微合金化元素添加，不作为主元素添加，其添加量一般小于1wt％，而且Al-La/Ce容易发生团聚和偏聚，严重影响对析出相的改善效果。国际发明专利WO 2017/007908A1(可铸造高温Ce-变质的铝合金)中提到的可铸造高温Ce-变质的铝合金，公开了包含由Ce或La组成X元素的铝合金，X含量5-30wt％，形成Al11X3析出相，公开的成分包括Al-8Ce,Al-10Ce,Al-12Ce,其屈服强度都介于(6.2-8.5ksi或者43-59MPa)，延伸率>8％，Al-6Ce屈服强度28-40MPa，Al-16Ce屈服强度68-70MPa，延伸率仅为2.0-2.5％，Al-12Ce-0.4Mg屈服强度76-79MPa,延伸率仅为2.5-6.0％，Al-12Ce-0.25Zr屈服强度45MPa,Al-12Ce-1.3Ti屈服强度43-47MPa，这些结果与其发表的论文结果相吻合(Z.C.Sims,D.Weiss,S.K.McCall,et al.,Cerium-Based,Intermetallic-Strengthened Aluminum Casting Alloy:High-Volume Co-productDevelopment,JOM 68(7)(2016)1940-1947.)。这些现有技术目前仍存在以下问题：Ce与La混和形成的RE和Al产生的Al11RE3相形貌为板条状，尺寸比较粗，导致Al-RE合金力学性能很低，屈服强度不超过90MPa。RE和Al产生的Al11RE3相容易发生偏析，产生严重的偏聚现象，形成粗大的初生相，严重影响其性能，特别是延伸率，其中Al-16Ce的延伸率仅为2-2.5％。产生的粗大的Al11RE3相容易发生严重的成分偏析和偏聚现象，导致合金成分不均匀，严重影响其性能。
中国发明专利201610127881.2(一种高强度、高韧性稀土铝合金材料及其制备方法)中公开的一种稀土铝合金,如下百分含量的组分组成：2.0％-2.5％Ce、2.0％-2.6％La、Sc≤1.5％，余量为Al。目前仍存在以下问题，其中添加不超过1.5wt％的Sc作为增加其强度和保持延伸率的方法。Sc元素价格昂贵，不适用于工业生产和大批量使用；另一方面，这种稀土铝合金作为中间合金添加，不用来作为细化剂使用。
中国发明专利20110198403.8(一种适用于镁铝基合金的细化剂及其制备方法)中公开的一种适用于镁铝基合金的细化剂，其化学成分质量百分数(wt.％)为：0.01-5.0％Sr，0.01-5.0％Sn，0.5-20％RE，1.0-10％C，10-40％Mg，余量为Al。其制备方法主要是：采用球和原材料的重量比为4-10:1；在氩气氛围下球磨机速度为400-1500转/分钟；球磨20-40小时，其主要应用于镁铝基镁合金。目前仍存在以下问题，由于合金成分中RE元素的电负性很低，还原能力强，与高电负性的元素包括Sr、Sn和C发生反应形成稳定的化合物，严重影响对细化性能的发挥。为了避免反应，其制备方法为原材料的球磨混和，导致该发明不能应用于大规模的工业生产，而且该细化剂主要应用于镁合金，不是铝合金。中国发明专利201511030460.X(铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE细化剂及其制备方法)中公开的一种铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE细化剂，其质量百分比成分为：Al-xNb-yB-zRE，其中0.01<x≤6％，0.01<y≤3％，0.01<z≤1％，余量为Al，RE为La、Ce、Nd、Er、Gd、Y、Yb、Sc中的一种或者两者以上的混和。目前仍存在以下问题，添加元素Nb、Yb、Er、Sc的价格过于昂贵，很难在工业上进行大规模的应用。添加硼合金与铝合金细化剂中的Nb和RE反应，形成稳定的金属间化合物，不能有效发挥应有的晶粒细化效果，而且制备的细化剂中存在粗大的化合物可能在添加的铝合金中形成残留的颗粒，影响铝合金的性能。其申请文本中提供的图2可以发现析出相在铝基体晶界偏聚，以及粗大的白色金属间化合物。
因此迫切需要开发一种新型合金细化剂用于细化铝合金。
发明内容
本发明为了解决现有Al-Ti-B中间合金细化剂因制造过程环污染环境和容易残余盐类杂质，导致其应用受到极大限制的难题，提供一种Al-Ce-Y合金细化剂及其连铸连轧制备方法，制备得到的Al-Ce-Y合金细化剂的轧制态合金室温抗拉强度超过120MPa，延伸率达到30％，所制备的Al-Ce-Y合金细化剂对铝及其铝合金对晶粒具有明显细化效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种Al-RE-Y合金细化剂，包含按质量百分比计的如下元素：3.2～8％RE、0.8～4％Y，余量为Al元素和不可避免杂质元素。
优选地，所述Al-RE-Y合金细化剂，包含按质量百分比计的如下元素：3.2～8％RE、0.8～4％Y，余量为Al元素和不可避免杂质元素。
优选地，所述的合金组成元素中，RE/Y质量比为2～4。
优选地，所述RE的组分为La和Ce中的一种或两种的组合。
优选地，所述RE的组分为La和Ce的组合，且La和Ce的质量比为2～1/2。
与现有技术相比，本发明提供Al-RE-Y合金细化剂的创新思想之一为：合金采用Y元素与La/Ce元素混合，Y与La/Ce同为廉价的稀土元素，一方面Y元素与La/Ce元素混合可以很好地细化晶粒，同时可以改变Al11RE3相的形貌，使其从半条状变为纤维状，改善单纯的Al-La/Ce合金中Al11RE3相的偏析，组织更加细化和均匀，性能更优，大大提升了合金的细化效果。
本发明提供Al-Ce-Y合金细化剂的创新思想之二为：稀土元素的混合添加增加了细化形核剂的数量，有利于发挥细化效果。另外Al-Ce-Y合金细化剂与Zr可以同时使用，进一步细化Al11RE3相和提升细化效果，同时不影响其流动性和铸造性能。
本发明提供Al-Ce-Y合金细化剂的创新思想之三为：细化剂所采用的Ce，La和Y均属于廉价的稀土元素，适宜大批量生产，满足工业需求。另外Ce，La和Y的来源包括金属元素或中间合金作为元素，不需要采用化学熔盐等来源，使整个制备过程绿色环保，与Al-Ti-B中间合金采用含氟的熔盐完全不同。
本发明提供了一种Al-Ce-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，包括下述步骤：
S1、将工业纯铝锭、Al-RE和Al-Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
S2、将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余工业纯铝锭；
S3、待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-RE和Al-Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化并保温30-40分钟；
S4、连铸连轧铸造前40-60分钟，待所述合金全部熔化，加入精炼剂进行精炼，然后将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
S5、预热水平浇注流槽后，将铝合金熔体注入水平浇注流槽，然后进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板通过水平轧制机组进行连续成形轧制，得到Al-Ce-Y铝合金丝材料。
优选地，步骤S1中，所述Al-RE中间合金为Al-20Ce、Al-20La或者铝混合稀土中间合金；所述Al-Y中间合金为Al-10Y。
优选地，步骤S4中，所述精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2。
优选地，步骤S4中，所述精炼剂的添加量为合金原料总重量的1.0～2.5％。
优选地，步骤S4中，所述精炼的温度为720～750℃，精炼处理的搅拌时间为10～15min。
优选地，步骤S5中，所述的预热水平浇注流槽温度为550～650℃；
步骤S5中，所述的水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机。
本发明提供了一种Al-RE-Y合金细化剂在铝合金制备中的应用，所述Al-RE-Y合金细化剂的添加量为0.5-2.0％。
本发明提供的Al-RE-Y合金细化剂的制备方法的有益效果为：(1)RE和Y均以中间合金的形式加入，没有易烧损元素，成分控制容易，熔炼工艺简单易控制；(2)精炼处理采用不含MgCl2的专用精炼剂，进一步降低了精炼过程中稀土Y的烧损；(3)整个制备过程不涉及含氟的熔盐及其气体排放，属于绿色制备工艺；(4)不需要后续的热处理，简化了工艺，同时提高了能量利用率和生产效率；(5)采用连铸连轧工艺进一步细化了细化剂微观组织，提高了细化剂的细化效果，减少了细化剂的用量；(6)Ce，La和Y均属于廉价的稀土元素，适宜大批量生产，满足工业需求。
本发明的Al-RE-Y合金细化剂与现有的合金细化剂相比，具有如下有益效果：
1)本发明制备得到的Al-RE-Y合金细化剂的轧制态合金室温抗拉强度超过120MPa，延伸率达到30％，综合性能优异，满足喂丝机将Al-RE-Y丝材均匀连续地加入到铝熔体内，满足细化剂工业应用的各种需求；
2)本发明采用的Ce，La和Y均属于廉价的稀土元素，适宜大批量生产，满足工业需求。
3)本发明采用的合金元素不需要采用化学熔盐添加，没有易烧损元素和气体排放，属于绿色制备工艺；
4)本发明采用的原料成分控制容易，制备工艺简单易控制，效率高，适合规模化生产等优点；
5)本发明制备的细化剂细化效果优异，效率高，广泛适用于铸造铝合金和压铸铝合金，满足航空航天、军工、汽车等行业对铝合金细化剂的高端需求。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例5中制备的Al-RE-Y合金细化剂的金相组织图；
图2为实施例5中连铸连轧制备的Al-RE-Y合金丝材的照片；
图3为添加1.5wt％的Al-RE-Y细化剂制备的Al-8Si-0.5Mg铝合金微观组织；
图4为添加0.8wt％的Al-RE-Y细化剂制备的铸态6061变形铝合金微观组织。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，3.2wt％Ce，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
其制备方法是：
(1)适当考虑烧损后，按上述Al-RE-Y合金成分及化学计量比，计算所需原料的用量；将工业纯铝锭、Al-20Ce和Al-10Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
(2)将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余铝锭；
(3)待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-20Ce和Al-10Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30-40分钟；
(4)连铸连轧铸造前40-60分钟，加入原料重量1％的精炼剂进行精炼，精炼的温度730℃，精炼处理的搅拌时间15min，精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2，将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
(5)预热水平浇注流槽度至550℃，打开连续铸造水平甩带机冷却水，打开水平轧制机冷却水；将所述熔化炉内铝合金熔体通过放流流槽进入水平浇注流槽，并通过水平浇注流槽进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板在水平牵引下通过水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机进行连续成形轧制，得到铝合金丝材料，被收杆机绕成盘丝得到Al-RE-Y铝合金丝材。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为120MPa，延伸率30％。
实施例2
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，8wt％La，4wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
其制备方法是：
(1)适当考虑烧损后，按上述Al-RE-Y合金成分及化学计量比，计算所需原料的用量；将工业纯铝锭、Al-20La和Al-10Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
(2)将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余铝锭；
(3)待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-20La和Al-10Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30-40分钟；
(4)连铸连轧铸造前40-60分钟，加入原料重量2％的精炼剂进行精炼，精炼的温度750℃，精炼处理的搅拌时间12min，精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2，将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
(5)预热水平浇注流槽度至650℃，打开连续铸造水平甩带机冷却水，打开水平轧制机冷却水；将所述熔化炉内铝合金熔体通过放流流槽进入水平浇注流槽，并通过水平浇注流槽进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板在水平牵引下通过水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机进行连续成形轧制，得到铝合金丝材料，被收杆机绕成盘丝得到Al-RE-Y铝合金丝材。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为160MPa，延伸率23％。
实施例3
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，4wt％La，4wt％Ce，3wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
其制备方法是：
(1)适当考虑烧损后，按上述Al-RE-Y合金成分及化学计量比，计算所需原料的用量；将工业纯铝锭、Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
(2)将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余铝锭；
(3)待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30-40分钟；
(4)连铸连轧铸造前40-60分钟，加入原料重量1.5％的精炼剂进行精炼，精炼的温度740℃，精炼处理的搅拌时间10min，精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2，将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
(5)预热水平浇注流槽度至620℃，打开连续铸造水平甩带机冷却水，打开水平轧制机冷却水；将所述熔化炉内铝合金熔体通过放流流槽进入水平浇注流槽，并通过水平浇注流槽进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板在水平牵引下通过水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机进行连续成形轧制，得到铝合金丝材料，被收杆机绕成盘丝得到Al-RE-Y铝合金丝材。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为155MPa，延伸率20％。
实施例4
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，4wt％La，2wt％Ce，2wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
其制备方法是：
(1)适当考虑烧损后，按上述Al-RE-Y合金成分及化学计量比，计算所需原料的用量；将工业纯铝锭、Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
(2)将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余铝锭；
(3)待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30-40分钟；
(4)连铸连轧铸造前40-60分钟，加入原料重量2.5％的精炼剂进行精炼，精炼的温度750℃，精炼处理的搅拌时间12min，精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2，将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
(5)预热水平浇注流槽度至580℃，打开连续铸造水平甩带机冷却水，打开水平轧制机冷却水；将所述熔化炉内铝合金熔体通过放流流槽进入水平浇注流槽，并通过水平浇注流槽进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板在水平牵引下通过水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机进行连续成形轧制，得到铝合金丝材料，被收杆机绕成盘丝得到Al-RE-Y铝合金丝材。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为138MPa，延伸率25％。
实施例5
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，1wt％La，4wt％Ce，1wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
其制备方法是：
(1)适当考虑烧损后，按上述Al-RE-Y合金成分及化学计量比，计算所需原料的用量；将工业纯铝锭、Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
(2)将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余铝锭；
(3)待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-20La、Al-20Ce和Al-10Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化，并保温30-40分钟；
(4)连铸连轧铸造前40-60分钟，加入原料重量1％的精炼剂进行精炼，精炼的温度720℃，精炼处理的搅拌时间10min，精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2，将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
(5)预热水平浇注流槽度至650℃，打开连续铸造水平甩带机冷却水，打开水平轧制机冷却水；将所述熔化炉内铝合金熔体通过放流流槽进入水平浇注流槽，并通过水平浇注流槽进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板在水平牵引下通过水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机进行连续成形轧制，得到铝合金丝材料，被收杆机绕成盘丝得到Al-RE-Y铝合金丝材，照片如图2所示，金相组织图如图1所示。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为130MPa，延伸率28％。
实施例6
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，3.2wt％Ce，2wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为135MPa，延伸率29％。
实施例7
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，4wt％Ce，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为124MPa，延伸率28.2％。
实施例8
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，3.2wt％La，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为117MPa，延伸率33％。
实施例9
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，1.6wt％La，1.6wt％Ce，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为120MPa，延伸率32％。
实施例10
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，2.2wt％La，1wt％Ce，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为120MPa，延伸率32％。
实施例11
一种Al-RE-Y合金细化剂的重量百分比为：按理论配比，1wt％La，2.2wt％Ce，0.8wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。
所述合金细化剂的制备方法与实施例1相同。
将制得的Al-RE-Y合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本实例中Al-RE-Y合金细化剂室温抗拉强度为120MPa，延伸率31％。
对比例1
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，1wt％La，4wt％Ce，其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例5基本相同，不同之处仅在于：本对比例中没有添加1wt％Y。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为92MPa，延伸率17％。
对比例2
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，4wt％Y，其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例中没有添加8wt％La。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为82MPa，延伸率12％。
对比例3
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，1wt％La，4wt％Ce，1wt％Nd,其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例5基本相同，不同之处仅在于：本对比例中添加1wt％Nd代替1wt％Y。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为98MPa，延伸率9％。
对比例4
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，3.2wt％Ce，0.5wt％Y,其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中仅添加0.5wt％Y。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为103MPa，延伸率18％。
对比例5
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，2.5wt％Ce，0.8wt％Y,其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例1基本相同，不同之处仅在于：本对比例中仅添加2.5wt％Ce。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为105MPa，延伸率30％。
对比例6
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，8wt％La，5wt％Y,其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例中添加了5wt％Y。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为160MPa，延伸率13％。
对比例7
本对比例提供一种合金，重量百分比为：按理论配比，9wt％La，4wt％Y,其余为Al元素和不可避免杂质元素。其组分及制备方法与实施例2基本相同，不同之处仅在于：本对比例中添加了9wt％La。
将制得的合金细化剂分别进行室温拉伸测试，本对比例中合金细化剂室温抗拉强度为158MPa，延伸率15％。
应用实施例1
将上述各实施例和对比例制备的合金细化剂应用于Al-8Si-0.5Mg铸造铝合金制备中，其加入量为1.5wt％，并在熔体温度为720-740℃时加入合金细化剂，保温静置10分钟，精炼处理的搅拌时间10min，撇去表面浮渣，通过重力铸造分别将熔体浇入已预热至200℃的金属型模具和空冷铜模具中，即不同冷速下制得所述铝合金。通过实施例2制得铝合金微观组织见图3，分析得到的铝晶粒约50μm，同时共晶硅颗粒尺寸不超过5μm，具有显著的细化效果。同样的将对比例1-3制备的合金细化剂应用于Al-8Si-0.5Mg铸造铝合金制备中，其结果显示铝晶粒约220μm，同时共晶硅颗粒长度超过30μm。
应用实施例2
将上述各实施例和对比例制备的合金细化剂应用于铸态6061变形铝合金(合金成分Al-0.8Mg-0.4Si-0.2Cu)制备中，其加入量为0.8wt％，并在熔体温度为720-740℃时加入合金细化剂，保温静置10分钟，精炼处理的搅拌时间10min，撇去表面浮渣，通过重力铸造分别将熔体浇入已预热至200℃的金属型模具中(冷速约9K/s)制得所述铝合金。通过实施例5制得铝合金微观组织见图4，铝晶粒约85μm，具有显著的细化效果。而通过对比例1-4制得铝合金中铝晶粒约280μm。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种Al-RE-Y合金细化剂，其特征在于：包含按质量百分比计的如下元素：3.2～8％RE、0.8～4％Y，余量为Al元素和不可避免杂质元素。
2.如权利要求1所述的Al-RE-Y合金细化剂，其特征在于：所述的合金组成元素中，RE/Y质量比为2～4。
3.如权利要求1或2所述的Al-RE-Y合金细化剂，其特征在于：所述RE的组分为La和Ce中的一种或两种的组合。
4.一种如权利要求1-3任意一项所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
S1、将工业纯铝锭、Al-RE和Al-Y中间合金均去除氧化层并烘干预热至180-220℃；按合金的成分及化学计量比，计算所需原料的用量；
S2、将占熔化炉高度20-25％的工业纯铝锭在720-750℃下熔化成熔池后，加入剩余工业纯铝锭；
S3、待铝锭全部熔化后，升温至740-750℃，将Al-RE和Al-Y中间合金分2～4次加入，并保持温度恒定在740-750℃，进行搅拌直至全部熔化并保温30-40分钟；
S4、连铸连轧铸造前40-60分钟，待所述合金全部熔化，加入精炼剂进行精炼，然后将熔化炉炉温升温至740-750℃保温静置10～20分钟，撇去表面浮渣得到铝合金熔体；
S5、预热水平浇注流槽后，将铝合金熔体注入水平浇注流槽，然后进入连续铸造水平甩带机形成铝合金铸造板，铝合金铸造板通过水平轧制机组进行连续成形轧制，得到Al-RE-Y铝合金丝材料。
5.如权利要求4所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述Al-RE中间合金为Al-20Ce、Al-20La或者铝混合稀土中间合金；所述Al-Y中间合金为Al-10Y。
6.如权利要求4所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述精炼剂组分按质量百分比为：55％KCl、30％NaCl、15％BaCl2。
7.如权利要求4所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述精炼剂的添加量为合金原料总重量的1.0～2.5％。
8.如权利要求4所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述精炼的温度为720～750℃，精炼处理的搅拌时间为10～15min。
9.如权利要求4所述的Al-RE-Y合金细化剂的连铸连轧制备方法，其特征在于：步骤S5中，所述的预热水平浇注流槽温度为550～650℃；
步骤S5中，所述的水平轧制机组包括4架粗轧机和8架精轧机。
10.一种根据权利要求1所述的Al-RE-Y合金细化剂在铝或铝合金制备中的应用，其特征在于：所述Al-RE-Y合金细化剂的添加量为0.5-2％。
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