CN113549781B - 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113549781B
CN113549781B CN202110837872.3A CN202110837872A CN113549781B CN 113549781 B CN113549781 B CN 113549781B CN 202110837872 A CN202110837872 A CN 202110837872A CN 113549781 B CN113549781 B CN 113549781B
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
aluminum
refiner
silicon
melt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110837872.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113549781A (zh
Inventor
吴大勇
李松
王立生
李天�
张振栋
刘春海
刘海峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hebei University of Science and Technology
Original Assignee
Hebei University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hebei University of Science and Technology filed Critical Hebei University of Science and Technology
Priority to CN202110837872.3A priority Critical patent/CN113549781B/zh
Publication of CN113549781A publication Critical patent/CN113549781A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113549781B publication Critical patent/CN113549781B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及合金加工技术领域，具体公开一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用。所述细化剂其成分重量百分比为：V 1.0％‑5.0％，Nb 1.0％‑5.0％，B 0.5％‑1.5％，余量为Al及不可避免的杂质元素。本发明提供的铝硅合金用Al‑V‑Nb‑B细化剂，通过Nb、V和B形成富集于铝硅合金基体组织晶界处的(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒，抵制结晶组织长大，将铝硅合金基体的平均晶粒尺寸细化至280μm以下，同时，Al‑V‑Nb‑B细化剂中形成的(V,Nb)B2新颗粒为核壳结构，其沉降速率较慢，可保证细化作用的长效性，具有广阔的应用前景。

Description

一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及合金加工技术领域，尤其涉及一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用。
背景技术
随着汽车、航空等制造业的快速发展，铝合金材料由于具有材质轻、强度高、伸缩率高等优点得到了广泛应用。调控铝锭组织是生产高质量的铝合金的关键途径，尤其是在控制Al晶粒尺寸方面，晶粒细化可以减少缩孔、缩松等缺陷的出现，增加组织的致密性，此外，还可以通过细晶强化提高铝合金材料的机械性能。
目前，工业上主要通过添加细化剂引入形核粒子，增加晶粒异质形核位置，从而使晶粒得到细化。最常见的有Al-Ti-C系与Al-Ti-B系中间合金。Al-Ti-C系中间合金与Al的润湿性较差，其Ti/C的化学计量比难以稳定控制，因此，细化铝合金时需要添加大量的Al-Ti-C中间合金。与之相比，Al-Ti-B中间合金的制备工艺更加成熟，稳定性高，但是，Si与Ti之前存在一定的毒化反应，在凝固过程中会生成Ti5Si2等化合物，降低Ti浓度，从而限制了其在高Si铝合金中的应用。Nb，Si相的反应温度较高，在较高Si含量时可“免疫”Si的毒化作用，因此，Al-Nb-B合金在Al-Si铸件应用方面极具应用前景。然而，Al-Nb-B合金在制备与使用过程中沉淀速率非常快，导致Al-Nb-B中间合金中Nb、B收率很低，配比难以控制，细化作用不稳定，此外，Nb价格昂贵，为了提高收率，大量加入会导致细化成本显著增加。
发明内容
针对现有的细化剂抗Si中毒能力较低、使用过程中容易出现沉降、细化效果不稳定以及成本较高的问题，本发明提供一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种长效铝硅合金用细化剂，其成分重量百分比为：V 1.0％-5.0％，Nb 1.0％-5.0％，B 0.5％-1.5％，余量为Al及不可避免的杂质元素。
相对于现有技术，本发明提供的铝硅合金用Al-V-Nb-B细化剂，选择Nb、V和B作为合金细化元素，通过Nb、V和B形成富集于铝硅合金基体组织晶界处的(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒，抵制结晶组织长大，将铝硅合金基体的平均晶粒尺寸细化至280μm以下，同时，Al-V-Nb-B细化剂中形成的(V,Nb)B2新颗粒为核壳结构(核为VB2，壳为NbB2)，其沉降速率较慢，可保证细化作用的长效性，且加入铝硅合金后有利于提高合金液的流动性，避免了缩松、缩孔等问题的出现，也有利于Nb、V和B元素的充分利用，降低细化成本，具有广阔的应用前景。
优选的，所述细化剂由α-Al基体和均匀分布在α-Al基体中的质点颗粒组成，所述质点颗粒为(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒。
优选的，所述(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒在细化剂中总的百分含量为4％-7％，(Nb,V)B2颗粒的尺寸小于5μm，Al3(Nb,V)颗粒的尺寸小于20μm。
优选的，所述细化剂的化学成分为：Al-3V-2Nb-1B。
本发明还提供一种长效铝硅合金用细化剂的制备方法，其包括以下步骤：
步骤一、按照上述任一项所述的配比称取Al块、Al-V合金、Al-Nb合金和Al-B合金；
步骤二、将称取的铝块熔化，得到铝熔体，在750℃-850℃条件下，向所述铝熔体中加入Al-V合金，保温搅拌均匀，加入Al-B合金，保温搅拌均匀，扒渣，得Al-V-B熔体，然后向所述Al-V-B熔体中加入Al-Nb合金，保温搅拌均匀，得Al-V-Nb-B熔体；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，搅拌混合均匀后，静置，移除浮渣，冷却至710℃-730℃，然后浇铸到预热至200℃-250℃的模具中，冷却，脱模，得所述长效铝硅合金用细化剂。
本发明提供的长效铝硅合金用细化剂的制备方法操作简单，Nb、V和B元素可以充分熔化，使组织成分均匀，且产品制备成本低，可以批量化工业生产。
优选的，步骤一中，所述Al-V合金为Al-10V合金。
优选的，步骤一中，所述Al-Nb合金为Al-60Nb合金。
优选的，步骤一中，所述Al-B合金为Al-5B合金。
优选的细化剂原料与Al熔体的润湿性好，且在熔化过程中氧化烧损问题较轻，有利于实现V、Nb的充分利用。
优选的，步骤二中，所述保温搅拌的时间均为10min-20min。
优选的，步骤三中，所述精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.4％-0.8％。
优选的，步骤三中，所述精炼剂为质量比为1:0.8-1.2的C2Cl6和Na2SiF6。
优选的精炼剂精炼效果好，除气能力强，在生产过程中不会产生有害气体。
优选的，铝块溶解后向铝熔体表面加入覆盖剂，且每次加入合金物料，搅拌混合均匀后都要加入覆盖剂，以防止合金被氧化。
优选的，所述覆盖剂的加入量为铝熔体质量的0.15-0.20％。
优选的，所述覆盖剂由质量比为1:0.8-1.2的氯化钠和氯化钾组成。
加入优选的覆盖剂可以防止铝熔体以及合金元素被氧化。
本发明还提供了上述长效铝硅合金用细化剂的应用，将所述细化剂添加到Si的质量百分含量不低于10％的硅铝合金中，将硅铝合金中α-Al的晶粒尺寸细化至280μm以下。
本发明还提供了一种铝硅合金的细化方法，包括以下步骤：
将铝硅合金原料进行熔化，得到铝硅合金液；
向所述铝硅合金液中加入上述任一项所述的细化剂，并混合均匀，得到金属液；所述细化剂的加入量为铝硅合金液质量的0.1％-0.2％；
向所述金属液中加入清渣剂，同时向金属液中通入氮气除气10min-20min，扒渣，然后降温至710℃-730℃，进行凝固成型处理，得到细化后的铝硅合金。
上述铝硅合金的细化方法细化过程简单，易于控制，对铝硅合金组织性能的控制具有重要的实际应用价值。
优选的，所述清渣剂的加入量为铝硅合金液质量的0.1％-0.2％。
优选的，所述清渣剂的化学成分为：Na 15％-30％，K 10％-20％，Ca 1％-5％，Mg1％-5％，Cl 20％-50％，Si 1％-10％，F 5％-20％，Al≤5％，C≤5％。
优选的，所述氮气的流量为1-1.5L/min。
本发明还提供了一种铝硅合金，由上述的铝硅合金的细化方法制成。
优选的，所述细化后的铝硅合金的平均晶粒尺寸在280μm以下。
采用本发明制备的Al-V-Nb-B细化剂，熔炼过程操作简单，所得细化剂的的细化效果好，将铝硅合金基体的平均晶粒尺寸细化至280μm以下，加入铝硅合金基体后沉降速率较慢，提高了晶粒细化长效性，且有利于减少铝硅合金的铸造缺陷，提高产品的表面质量，优于商用Al-5Ti-1B和Al-4.5Nb-0.5B细化剂，对目前低压铸造要求熔体保温时间延长具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂的XRD图谱，其中，右上角的插图为2θ＝39°-42°的局部放大图；
图2为本发明实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂的扫描电子显微镜图谱；
图3为本发明实施例5制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片；
图4为本发明对比例1制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片；
图5为使用Al-3V-2Nb-1B细化剂对Al-10Si-Mg合金锭细化时，保温10min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片；
图6为使用Al-3V-2Nb-1B细化剂对Al-10Si-Mg合金锭细化时，保温120min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片；
图7为使用Al-4.5Nb-0.5B细化剂对Al-10Si-Mg合金锭细化时，保温10min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片；
图8为使用Al-4.5Nb-0.5B细化剂对Al-10Si-Mg合金锭细化时，保温120min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本实施例提供一种Al-3V-2Nb-1B细化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤一、选用商业纯Al锭、Al-10V、Al-60NB和Al-B合金作为原料，按照Al为94％，V为3％，Nb为2％，B为1％的质量百分比称取Al锭466g、Al-10V合金300g、Al-60Nb合金34g，Al-5B合金200g；
步骤二、将称好的Al锭加入电阻炉，升温至800℃使其融化，得铝熔体；加入铝熔体质量0.16Wt％的覆盖剂，然后升温至800℃，加入称取的Al-10V，保温搅拌10min后，加入称取的Al-B，继续保温搅拌10min，扒去浮渣，继续加入称取的Al-60Nb合金，保温搅拌15min，得Al-V-Nb-B熔体；融化期间每隔10min搅拌一次，每次搅拌后重新加入覆盖剂，以防止铝熔体和合金元素氧化；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.6wt％，充分搅拌15min，静置10min，移除浮渣，降温至720℃，然后向预热至200℃的铁模具中浇铸成锭，脱模，得Al-3V-2Nb-1B细化剂。
上述覆盖剂由质量比1:1的氯化钠和氯化钾组成，精炼剂由质量比为1:1的C2Cl6和Na2SiF6组成。
实施例2
本实施例提供一种Al-1V-1Nb-0.5B细化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤一、选用商业纯Al锭、Al-10V、Al-60NB和Al-B合金作为原料，按照Al为97.5％，V为1％，Nb为1％，B为0.5％的质量百分比称取Al锭783g、Al-10V合金100g、Al-60Nb合金17g，Al-5B合金100g；
步骤二、将称好的Al锭加入电阻炉，升温至750℃使其融化，得铝熔体；加入铝熔体质量0.15Wt％的覆盖剂，然后升温至750℃，加入称取的Al-10V，保温搅拌15min后，加入称取的Al-B，继续保温搅拌15min，扒去浮渣，继续加入称取的Al-60Nb合金，保温搅拌15min，得Al-V-Nb-B熔体；融化期间每隔10min搅拌一次，每次搅拌后重新加入覆盖剂，以防止铝熔体和合金元素氧化；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.4wt％，充分搅拌15min，静置10min，移除浮渣，降温至720℃，然后向预热至230℃的铁模具中浇铸成锭，脱模，得Al-1V-1Nb-0.5B细化剂。
上述覆盖剂由质量比1:1的氯化钠和氯化钾组成，精炼剂由质量比为1:1的C2Cl6和Na2SiF6组成。
实施例3
本实施例提供一种Al-5V-3Nb-0.8B细化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤一、选用商业纯Al锭、Al-10V、Al-60NB和Al-B合金作为原料，按照Al为91.2％，V为5％，Nb为3％，B为0.8％的质量百分比称取Al锭290g、Al-10V合金500g、Al-60Nb合金50g，Al-5B合金160g；
步骤二、将称好的Al锭加入电阻炉，升温至850℃使其融化，得铝熔体；加入铝熔体质量0.20Wt％的覆盖剂，然后升温至850℃，加入称取的Al-10V，保温搅拌20min后，加入称取的Al-B，继续保温搅拌20min，扒去浮渣，继续加入称取的Al-60Nb合金，保温搅拌20min，得Al-V-Nb-B熔体；融化期间每隔10min搅拌一次，每次搅拌后重新加入覆盖剂，以防止铝熔体和合金元素氧化；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.8wt％，充分搅拌15min，静置10min，移除浮渣，降温至730℃，然后向预热至250℃的铁模具中浇铸成锭，脱模，得Al-5V-3Nb-0.8B细化剂。
上述覆盖剂由质量比1:1的氯化钠和氯化钾组成，精炼剂由质量比为1:1的C2Cl6和Na2SiF6组成。
实施例4
本实施例提供一种Al-2V-5Nb-1.5B细化剂，其制备方法包括如下步骤：
步骤一、选用商业纯Al锭、Al-10V、Al-60NB和Al-B合金作为原料，按照Al为91.5％，V为2％，Nb为5％，B为1.5％的质量百分比称取Al锭416g、Al-10V合金200g、Al-60Nb合金84g，Al-5B合金300g；
步骤二、将称好的Al锭加入电阻炉，升温至780℃使其融化，得铝熔体；加入铝熔体质量0.18Wt％的覆盖剂，然后升温至780℃，加入称取的Al-10V，保温搅拌10min后，加入称取的Al-B，继续保温搅拌15min，扒去浮渣，继续加入称取的Al-60Nb合金，保温搅拌20min，得Al-V-Nb-B熔体；融化期间每隔10min搅拌一次，每次搅拌后重新加入覆盖剂，以防止铝熔体和合金元素氧化；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.7wt％，充分搅拌15min，静置10min，移除浮渣，降温至710℃，然后向预热至220℃的铁模具中浇铸成锭，脱模，得Al-2V-5Nb-1.5B细化剂。
上述覆盖剂由质量比1:1的氯化钠和氯化钾组成，精炼剂由质量比为1:1的C2Cl6和Na2SiF6组成。
实施例5
本实施例提供一种Al-10Si-Mg合金的细化方法，包括如下步骤：
步骤一、将商用Al-10Si-Mg合金锭在熔铝炉中熔化，保持温度在750℃，加入实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂，保温搅拌10min；Al-3V-2Nb-1B细化剂的加入量为Al-10Si-Mg合金锭质量的0.2wt％；
步骤二、加入Al-10Si-Mg合金锭质量0.2wt％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，氮气流量1L/min，扒渣，然后降温至720℃，采用TP-1法将合金液浇铸至预热到200℃的模具中浇铸成锭，脱模，得细化后的Al-10Si-Mg合金锭。
所述清渣剂的的化学成分为：Na 15％-30％，K 10％-20％，Ca 1％-5％，Mg 1％-5％，Cl 20％-50％，Si 1％-10％，F 5％-20％，Al≤5％，C≤5％。
对比例1
本对比例提供一种Al-10Si-Mg合金的细化方法，其步骤与实施例5完全相同，不同的仅是将细化剂替换为0.3wt％的Al-5Ti-1B。
实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂的XRD图谱如图1所示，从图中可以看出，Al-3V-2Nb-1B细化剂中的物相以ɑ-Al、(Nb,V)B2和Al3(Nb,V)为主，(Nb,V)B2和Al3(Nb,V)在细化剂中总的百分含量为4％-7％。
采用扫描电子显微镜分析实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂，如图2所示，从图中可以看出，(Nb,V)B2颗粒的尺寸小于5μm，Al3(Nb,V)颗粒的尺寸小于20μm。
采用超景深数码显微镜观察晶粒形貌，实施例5制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片如图3所示，对比例1制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒度照片如图4所示。根据GB/T3246.2-2012，由平均截距法计算可知，实施例5制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为273μm，对比例1制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为4311μm，晶粒为粗大等轴形貌。由此可见，本发明提供的Al-3V-2Nb-1B细化剂的细化效果明显优于Al-5Ti-1B，抗Si中毒效果优异。
按照与实施例5相同的方法将实施例2-4制备的细化剂对Al-10Si-Mg合金锭进行细化，制备得到的细化后的Al-10Si-Mg合金锭的平均晶粒尺寸在270-280μm范围内。
为了测试本发明提供的Al-V-Nb-B细化剂的抗沉降效果以及细化作用长效性能力的测试，进行了如下实验，具体测试方法如下：
步骤一、将两份商用Al-10Si-Mg合金锭分别在熔铝炉中熔化，保持温度在750℃，分别向熔铝炉中加入实施例1制备的Al-3V-2Nb-1B细化剂，保温10min、120min后进行搅拌；Al-3V-2Nb-1B细化剂的加入量为Al-10Si-Mg合金锭质量的0.2wt％；
步骤二、分别向两个熔炉炉加入Al-10Si-Mg合金锭质量0.2wt％的清渣剂，同时通入氮气除气10min，氮气流量1L/min，扒渣，然后降温至720℃，采用TP-1法将合金液浇铸到预热至200℃的铁模具中浇铸成锭，脱模，分别得细化后的Al-10Si-Mg合金锭。
采用超景深数码显微镜观察不同模具温度下制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒形貌，如图5-图6所示，根据GB/T 3246.2-2012，由平均截距法计算可知，保温10min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为273μm，保温120min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为278μm。
将Al-4.5Nb-0.5B细化剂按照上述完全相同的方法测试晶粒细化长效性。采用超景深数码显微镜观察不同保温温度下制备的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒形貌，如图7-图8所示，根据GB/T 3246.2-2012，由平均截距法计算可知，保温10min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为341μm，保温120min的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸为812μm。
由以上对比可以看出，采用Al-4.5Nb-0.5B细化剂进行细化的Al-10Si-Mg合金锭的晶粒平均尺寸均大于采用Al-3V-2Nb-1B细化剂，加入Al-4.5Nb-0.5B细化剂保温较长时间晶粒尺寸明显变大，是因为其中的NbB2颗粒在使用过程中沉降速率非常快，严重影响其细化效果。而Al-3V-2Nb-1B细化效果好，这是由于引入V之后生成了一种新颗粒(V,Nb)B2颗粒(核为VB2，壳为NbB2)，这种核壳结构的(V,Nb)B2颗粒使沉降问题得到了有效改善，使得Al-3V-2Nb-1B细化剂具有更好的细化长效性，这对目前低压铸造要求熔体保温时间延长具有十分重要的意义。
将实施例2-4制备的Al-V-Nb-B用于对Al-10Si-Mg合金锭进行细化，均可达到与实施例1基本相当的技术效果。
实施例5的细化方法中还可以采用本发明限定的其他工艺参数，均可达到与实施例5基本相当的技术效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种长效铝硅合金用细化剂，其特征在于，其成分重量百分比为：V 1.0％-5.0％，Nb1.0％-5.0％，B 0.5％-1.5％，余量为Al及不可避免的杂质元素；
其中，所述细化剂由α-Al基体和均匀分布在α-Al基体中的质点颗粒组成，所述质点颗粒为(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒；
所述(Nb,V)B2颗粒和Al3(Nb,V)颗粒在细化剂中总的百分含量为4％-7％，(Nb,V)B2颗粒的尺寸小于5μm，Al3(Nb,V)颗粒的尺寸小于20μm。
2.如权利要求1所述的长效铝硅合金用细化剂，其特征在于，所述细化剂的化学成分为：Al-3V-2Nb-1B。
3.一种长效铝硅合金用细化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、按照权利要求1-2任一项所述的配比称取Al块、Al-V合金、Al-Nb合金和Al-B合金；
步骤二、将称取的铝块熔化，得到铝熔体，在750℃-850℃条件下，向所述铝熔体中加入Al-V合金，保温搅拌均匀，加入Al-B合金，保温搅拌均匀，扒渣，得Al-V-B熔体，然后向所述Al-V-B熔体中加入Al-Nb合金，保温搅拌均匀，得Al-V-Nb-B熔体；
步骤三、向所述Al-V-Nb-B熔体底部加入精炼剂，搅拌混合均匀后，静置，移除浮渣，冷却至710℃-730℃，然后浇铸到预热至200℃-250℃的模具中，冷却，脱模，得所述长效铝硅合金用细化剂。
4.如权利要求3所述的长效铝硅合金用细化剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述Al-V合金为Al-10V合金；和/或
步骤一中，所述Al-Nb合金为Al-60Nb合金；和/或
步骤一中，所述Al-B合金为Al-5B合金。
5.如权利要求3所述的长效铝硅合金用细化剂的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述保温搅拌的时间均为10min-20min；和/或
步骤三中，所述精炼剂的加入量为所述Al-V-Nb-B熔体质量的0.4％-0.8％。
6.权利要求1-2任一项所述的长效铝硅合金用细化剂的应用，其特征在于，将所述细化剂添加到Si的质量百分含量不低于10％的硅铝合金中，将硅铝合金中α-Al的晶粒尺寸细化至280μm以下。
7.一种铝硅合金的细化方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铝硅合金原料进行熔化，得到铝硅合金液；
向所述铝硅合金液中加入权利要求1-2任一项所述的细化剂，并混合均匀，得到金属液；所述细化剂的加入量为铝硅合金液质量的0.1％-0.2％；
向所述金属液中加入清渣剂，同时向金属液中通入氮气除气10min-20min，扒渣，然后降温至710℃-730℃，进行凝固成型处理，得到细化后的铝硅合金。
8.一种铝硅合金，其特征在于，由权利要求7所述的铝硅合金的细化方法制成。
CN202110837872.3A 2021-07-23 2021-07-23 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用 Active CN113549781B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110837872.3A CN113549781B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110837872.3A CN113549781B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113549781A CN113549781A (zh) 2021-10-26
CN113549781B true CN113549781B (zh) 2022-04-15

Family

ID=78104292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110837872.3A Active CN113549781B (zh) 2021-07-23 2021-07-23 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113549781B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116024450A (zh) * 2023-02-17 2023-04-28 有研工程技术研究院有限公司 一种含Nb铝合金晶粒细化剂及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6880613B2 (en) * 2003-05-01 2005-04-19 Spx Corporation Semi-solid metal casting process of hypoeutectic aluminum alloys
CN104328292B (zh) * 2014-10-22 2016-03-02 江苏大学 一种提高多元铝硅合金摩擦磨损性能的复合细化变质剂
CN108251675B (zh) * 2017-12-26 2020-04-03 上海大学 一种铸造铝硅合金用Al-Ti-Nb-B细化剂及其制备方法及应用
CN109385544A (zh) * 2018-09-17 2019-02-26 上海大学 铸造铝硅合金用Al-M-B晶粒细化剂及其制备方法
CN110157935B (zh) * 2019-06-28 2021-05-07 上海大学 铸造铝硅合金用Al-V-B细化剂、其制备方法及应用
CN113136496B (zh) * 2021-03-23 2022-11-08 上海大学 基于金属氧化物MxOy的Al-M-B细化剂制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113549781A (zh) 2021-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108396204B (zh) 一种亚共晶铝硅合金铸件及提高其性能的工艺方法
WO2024021367A1 (zh) 一种铸造Al-Si合金及其制备方法
CN115044810B (zh) 一种铝合金及其制备方法、汽车用材料
CN112593110B (zh) 一种纳米碳化物增强铝基复合材料焊丝的制备方法
WO2023241681A1 (zh) 一种铝合金添加剂及其制备方法和应用
CN113862531A (zh) 一种铝合金及其制备方法
CN115044809B (zh) 铸造铝硅合金及其制备方法和航空或汽车铸件用铝硅合金
CN115786784A (zh) 一种高强韧铸造铝硅铜镁合金、其制备方法及应用
CN113549781B (zh) 一种长效铝硅合金用细化剂及其制备方法与应用
CN112921212A (zh) 一种高强度可阳极氧化着色的压铸铝合金及其制备方法
CN110804704A (zh) Al-Ti-B-Sr中间合金的制备方法以及Al-Ti-B-Sr中间合金
CN113005315B (zh) 一种高效Al-10Sr中间合金的制备方法
CN111304474A (zh) Al-Ti-B-Sr-RE中间合金及其制备方法
CN115627391B (zh) 一种铝及其合金用晶粒细化剂及其制备方法与应用
CN113528897B (zh) 一种低冷速敏感性的铝硅合金用细化剂、其制备方法、铝硅合金及其细化方法
CN110951983A (zh) 一种细化2618铝合金铸态晶粒组织的方法
CN115896551B (zh) 一种铝钪锆中间合金及其制备方法
CN114990346B (zh) 一种ZCuAl8Mn14Fe3Ni高锰铝青铜的电渣重熔渣系及方法
CN112210685B (zh) 熔体法原位制备Al-Mg-Si-O中间合金的制备方法
CN115927926B (zh) 一种高塑性车体结构铝合金及其制备方法
CN112481512B (zh) 一种用于处理铝合金锭面发黄的方法
CN115558817B (zh) 一种改进的镁铝合金的制备方法
CN117144199B (zh) 高强度高流动性可阳极氧化Al-Mn系压铸合金及其制备方法
CN116356175A (zh) 一种可抗硅中毒的Al-Sc-Ti晶粒细化剂及其应用
CN118127392A (zh) 一种含钪高性能铸造镁合金及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant