CN114717453B - 一种高强韧铸造铝硅合金及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高强韧铸造铝硅合金及其制备方法，与传统的ZL101、ZL114铸造铝硅合金材料相比，本发明的高强韧铸造铝硅合金的制备过程中加入Al‑Ti‑C‑CuO混合粉剂，在熔体中反应生成了大量尺寸细小均匀的TiC陶瓷颗粒；借助Eu、La稀土元素对共晶硅相进行了充分有效的硅相变质，硅相形貌可由板片状、针状转变为球形，大大降低了硅相尖端的应力集中程度，提高了材料的塑性与韧性。实现合金材料的高强韧制备，可实现军工装备复杂结构精密铝合金铸件的短周期低成本铸造，经济效益显著。

Description

一种高强韧铸造铝硅合金及其制备方法

技术领域

本发明属于铸造及有色铸造合金材料领域，具体涉及一种高强韧铸造铝硅合金及其制备方法。

背景技术

铝合金密度低、比强/刚度高、耐蚀性好、塑性好、加工性能优异，且具有良好的焊接性能，优良的导电性和导热性，在军工装备领域得到了广泛的应用。铝合金按照加工工艺主要可分为变形铝合金与铸造铝合金两类，其中铸造铝合金因具有良好的工艺流动性能与中等载荷承载能力，在导弹壳体、载油舱壳体、发动机附件机匣、发动机油路管道、汽车发动机缸体、汽车发动机缸盖等产品制造上得到了广泛的应用。

目前现役应用最为广泛的铸造铝合金主要为铸造铝硅合金，其用量占铸造铝合金总用量的70%以上，铸造铝硅合金中又以ZL101与ZL114两种铸造铝硅合金的用量最多，占铸造铝硅合金总用量的80%以上。ZL101铸造铝硅合金的抗拉强度一般在240MPa左右，平均延伸率为4%~6%，多用于制造汽车轮毂、发动机缸体、发动机缸盖、新能源汽车压铸件等民用与汽车制造领域；ZL114铸造铝硅合金的抗拉强度可达320MPa左右，平均屈服强度约在260MPa，延伸率一般为5%左右，多用于制造导弹壳体、载油舱段、飞机座舱骨架等军工装备领域。

随着汽车与武器装备结构减重技术指标要求的不断提高，在提高现役铸造铝硅合金强度与韧性的前提下，可以通过结构优化设计来减轻制件的重量，实现轻量化设计与制造；因此，开展新型铸造铝硅合金制备工艺的研究，完成新型铸造铝硅合金的组分设计与热处理工艺的优化，实现复杂结构铝硅合金铸件的高强韧、低成本与短周期制造势在必行。

发明内容

研究发现，铸造铝硅合金的高强韧制备实施工艺主要为硅相变质、晶粒细化与熔体纯净化处理，通过熔体纯净化处理可减少铸件内在冶金缺陷的数量与严重程度，有效提高合金材料的强度；硅相变质可有效改善共晶硅相的形貌、尺寸、取向及分布，调控出尺寸细小、分布均匀、形貌近似球化的硅相颗粒，降低硅相尖端区域的应力集中程度，提高合金材料的塑韧性；晶粒细化是当前唯一可同时提高金属材料强度与塑韧性的制备工艺，由霍尔-佩奇（Hall-Petch）公式可知随着晶粒尺寸的不断细化，材料强度不断上升，且晶粒尺寸越细小，晶界数量与晶界错配度越高，可借助晶界强化作用机制有效提高金属材料的塑韧性。晶粒细化作为提高材料综合性能、开发新材料的重要手段，本身就是一个材料的复合过程，采用原位合成技术（In-situ Synthesis Method）可在为熔体提供有效的晶核，起晶粒细化作用的同时，还可在熔体中生成大量尺寸细小，均匀弥散分布的微陶瓷颗粒，在晶内与晶界析出，提高材料的强度与硬度。与传统的外加增强MMCs制备技术相比，原位化学反应具有明显的优势。原位合成反应的增强体界面干净，与基体的润湿性好，界面结合强度高，且合适、干净的增强体界面更利于异质形核。原位合成反应生成的增强体尺寸较为细小，分布比较均匀，增强效果提高明显。原位反应生成的微陶瓷增强体在基体中具有良好的热稳定性，可提高材料的高温服役能力，同时其制备工艺相对简单，成本较低，适合批量生产制造。

为了提高现役ZL101、ZL114传统铸造铝硅合金材料的强度和韧性，本发明筛选了合金成分与重量配比，通过原位化学反应在熔体中生成了尺寸细小、分布均匀的TiC陶瓷颗粒，添加La、Eu元素对共晶硅相进行了有效变质，结合Al-2Sc中间合金、Al-4Zr中间合金与Al-5Ti-B中间合金完成了熔体晶粒细化处理，通过喷吹除气除渣及微量Li元素的添加进一步提高了合金熔体的纯净度，可用于军工装备复杂结构精密铝合金铸件的高强韧、短周期与低成本制造。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种铸造铝硅合金，按重量百分比计，所述铸造铝硅合金包括以下成分：

Si 7%~9%，Mg 0.6%~0.9%，Sc 0.18%~0.30%，Zr 0.20%~0.36%，Eu 0.12%~0.20%，La0.15%~0.25%，Ti 0.14%~0.22%，Li 0.04%~0.08%，C 0.02%~0.06%，余量为Al和不可避免的杂质。

根据本发明的实施方式，所述铸造铝硅合金具有高强度和高塑韧性。

根据本发明的实施方式，按重量百分比计，所述铸造铝硅合金包括以下成分：Si7%~9%（例如7%、7.2%、7.5%、7.8%、8%、8.2%、8.5%、8.8%或9%），Mg 0.6%~0.9%（例如为0.6%、0.65%、0.70%、0.75%、0.80%、0.85%或0.90%），Sc 0.18%~0.30%（例如为0.18%、0.20%、0.22%、0.24%、0.25%、0.26%、0.28%或0.30%），Zr 0.20%~0.36%（例如为0.20%、0.22%、0.25%、0.28%、0.30%、0.32%、0.35%或0.36%），Eu 0.12%~0.20%（例如为0.12%、0.14%、0.15%、0.16%、0.18%或0.2%），La 0.15%~0.25%（例如为0.15%、0.16%、0.18%、0.19%、0.20%、0.22%或0.25%），Ti0.14%~0.22%（例如为0.14%、0.15%、0.16%、0.18%、0.20%或0.22%），Li 0.04%~0.08%（例如为0.04%、0.05%、0.06%、0.07%或0.08%），C 0.02%~0.06%（例如为0.02%、0.03%、0.04%、0.05%或0.06%），余量为Al。

根据本发明的实施方式，按重量百分比计，所述铸造铝硅合金包括以下成分：B 0~0.02%。B元素与Ti元素在合金中形成TiB₂，可以作为晶粒细化结晶核心。

根据本发明的实施方式，按重量百分比计，所述铸造铝硅合金包括以下成分：Cu 0~0.02%。

根据本发明的实施方式，所述铸造铝硅合金的抗拉强度为340MPa~380MPa（测试标准为GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，测试温度为室温，引伸计应变速率为10^-4 s^-1～10^-3 s^-1），例如为340MPa、350MPa、360MPa、370MPa或380MPa。

根据本发明的实施方式，所述铸造铝硅合金的屈服强度为280MPa~320MPa（测试标准为GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，测试温度为室温，引伸计应变速率为10^-4 s^-1～10^-3 s^-1），例如为280MPa、290MPa、300MPa、310MPa或320MPa。

根据本发明的实施方式，所述铸造铝硅合金的延伸率为6%~10%（测试标准为GB/T228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，测试温度为室温，引伸计应变速率为10^-4 s^-1～10^-3 s^-1），例如为6%、7%、8%、9%或10%。

根据本发明的实施方式，所述铸造铝硅合金的布氏硬度为120HBS~140HBS（测试标准为GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》，测试温度为室温，引伸计应变速率为10^-4 s^-1～10^-3 s^-1），例如为120HBS、125HBS、130HBS、135HBS或140HBS。

本发明还提供上述铸造铝硅合金的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1）将精铝铸锭、Al-12Si中间合金、Al-10La中间合金、Al-5Eu中间合金、Al-2Sc中间合金、Al-4Zr中间合金和Al-Ti-C-CuO混合粉剂进行混合熔炼；

2）向步骤1）的熔体中加入除渣剂和除气剂，进行除气除渣；

3）向步骤2）的熔体中加入Al-5Ti-B中间合金进行二次细化处理；

4）向步骤3）的熔体中加入纯镁锭和纯锂锭，随后进行喷吹除气与静置处理；

5）将步骤4）的熔体进行浇铸，随后进行电磁感应加热短时热处理，制备得到所述铸造铝硅合金。

根据本发明的实施方式，步骤1）中，所述精铝铸锭的纯度≥99.99%。

根据本发明的实施方式，步骤1）中，所述Al-12Si中间合金、Al-10La中间合金、Al-5Eu中间合金、Al-2Sc中间合金、Al-4Zr中间合金为本领域市售的产品。

根据本发明的实施方式，步骤1）中，所述Al-Ti-C-CuO混合粉剂包括Al粉、Ti粉、C粉和CuO粉，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.1~1.4（如1:1、1:2、1:3、1:4），Al粉的重量占混合粉剂总重量的32%~40%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:1.6~2（如1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2）。

根据本发明的实施方式，步骤1）中，所述Al-Ti-C-CuO混合粉剂的加入量占熔体总重量的3.5%~5.0%。

根据本发明的实施方式，步骤1）中，具体包括如下步骤：

1-1）在坩埚中加入精铝铸锭，加热升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上加入Al-12Si中间合金，第一次搅拌，随后继续升温至850℃以上加入Al-Ti-C-CuO混合粉剂，第二次搅拌；

1-2）将步骤1-1）的熔体降温至750℃~770℃，加入Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金，第三次搅拌；

1-3）将步骤1-2）的熔体降温至725℃~740℃，加入Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金，第四次搅拌。

根据本发明的实施方式，步骤1-1）中，第一次搅拌的时间为15min~25min，第二次搅拌的时间为20min~40min。

根据本发明的实施方式，步骤1-1）中，加入精铝铸锭和Al-12Si中间合金后可在坩埚内获得初步的合金熔体，升温至850℃以上加入Al-Ti-C-CuO混合粉剂对熔体作高温处理，可将熔体中的粗大块状Si相细化成细小块状。

根据本发明的实施方式，步骤1-1）中，所述Al-Ti-C-CuO混合粉剂中的CuO粉作为催化剂，其加入后可以促进Al粉、Ti粉与C粉进行原位还原反应生成大量尺寸细小均匀的TiC陶瓷颗粒。

根据本发明的实施方式，步骤1-2）中，第三次搅拌的时间为25min~35min。

根据本发明的实施方式，步骤1-2）中，Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金的加入可以实现铸造铝硅合金变质的效果，具体地La、Eu元素可对合金熔体中的Si相作变质处理，改善Si相的颗粒尺寸与形貌，在750℃~770℃温度下加入还可以避免高温下La、Eu元素的烧损。

根据本发明的实施方式，步骤1-3）中，第四次搅拌的时间为20min~30min。

根据本发明的实施方式，步骤1-3）中，Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金的加入可以实现铸造铝硅合金晶粒细化的效果，具体地Sc、Zr元素可对合金熔体进行强烈的细化作用，而最有效的细化作用温度为725℃~740℃，因此降温至725℃~740℃后添加可对合金熔体进行强烈的细化作用。

根据本发明的实施方式，步骤1-1）~步骤1-3）中所述搅拌是采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌。

根据本发明的实施方式，所述耐热涂料包括如下重量分数的各组分：氧化锌10%~12%，氧化镁12%~16%，氧化钛8%~12%，硼酸4%~6%，滑石粉12%~15%，余量为水。

根据本发明的实施方式，步骤2）中，所述除渣剂包括如下重量分数的各组分：氟化铝钠18%~20%，氟化酸钾10%~12%，氟化钠8%~10%，氟硅酸钠12%~14%，氟硅酸钾14%~16%，硝酸钠6%~8%，余量为萤石粉。

根据本发明的实施方式，步骤2）中，所述除渣剂的加入量为熔体总重量的0.20%~0.35%，例如为0.20%、0.25%、0.30%或0.35%。

根据本发明的实施方式，步骤2）中，所述除气剂包括如下重量分数的各组分：石墨粉6%~8%，六氯乙烷28%~30%，氟硅酸钾10%~12%，氯化钾12%~14%，氟硅酸钠8%~10%，硝酸钠4%~6%，硝酸钾8%~10%，余量为氯化钠。

根据本发明的实施方式，步骤2）中，所述除气剂的加入量为熔体总重量的0.15%~0.30%，例如为0.15%、0.20%、0.25%或0.30%。

根据本发明的实施方式，步骤2）中，具体包括如下步骤：

2-1）将步骤1）的熔体降温至710℃~725℃后加入除渣剂；

2-2）除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至730℃~745℃，随后加入除气剂；

任选地，2-3）将熔体表面的浮渣打撇干净。

根据本发明的实施方式，步骤2-1）中，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处。

根据本发明的实施方式，步骤2-1）中，向合金熔体中加入除渣剂的温度过高时，除渣剂易与合金熔体发生强烈的化学反应，生成大量挥发性有毒气体，因此其添加温度应控制在710℃~725℃。

根据本发明的实施方式，步骤2-2）中，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2~2/3处。

根据本发明的实施方式，步骤2-2）中，向合金熔体中加入除气剂的温度过高时，除气剂易与合金熔体发生强烈的化学反应，生成大量挥发性有毒气体，因此其添加温度应控制在730℃~745℃。

根据本发明的实施方式，步骤3）中，具体包括如下步骤：

3-1）将步骤2）的熔体降温至720℃~730℃后加入Al-5Ti-B中间合金；

3-2）加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~20min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的1/2~2/3处。

根据本发明的实施方式，步骤3-1）中，所述Al-5Ti-B中间合金的加入可以实现铸造铝硅合金二次细化的效果。此外，加入Al-5Ti-B中间合金进行二次晶粒细化时需要将Al-5Ti-B中间合金充分熔解，避免其因得不到充分熔解而在合金熔体中形成粗大颗粒相，因此其添加温度控制在720℃~730℃。

根据本发明的实施方式，步骤4）中，具体包括如下步骤：

4-1）将步骤3）的熔体降温至685℃~705℃后加入纯镁锭和纯锂锭；

4-2）纯镁锭和纯锂锭加入完毕后向熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在710℃~725℃静置处理15min~25min。

根据本发明的实施方式，步骤4-1）中，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将纯镁锭（纯度≥99.9%）与纯锂锭（纯度≥99.9%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处。

根据本发明的实施方式，步骤4-1）中，Mg元素与Li元素都属于活泼金属，极易烧损，因此将步骤3）的熔体降温至685℃~705℃后加入纯镁锭和纯锂锭。

根据本发明的实施方式，步骤4-2）中，喷吹除气与静置处理中的气体为混合气体，混合气体组分及体积比为Cl₂ 15%~20%，CO 12%~15%，余量为N₂；旋转喷吹时混合气体流量为1.5ml/s~2.5ml/s，旋转转子转速为450r/min~600r/min，旋转喷吹时间为10min~15min。

根据本发明的实施方式，步骤5）中，合金熔体浇铸温度过高易产生针孔、疏松缺陷，浇铸温度过低则合金熔体流动性变差，易产生浇不足缺陷，因此调整熔体温度至705℃~715℃，在砂型、金属型、石膏型、熔模壳型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸。

根据本发明的实施方式，步骤5）中，将铸件置于电磁感应加热炉内，进行电磁感应加热短时热处理。

根据本发明的实施方式，步骤5）中，所述电磁感应加热短时热处理包括固溶处理、淬火、预时效处理和二级时效处理。其中，固溶处理的加热温度为535℃~550℃，固溶处理的加热保温时间为6h~8h，淬火转移时间≤15s；预时效处理的加热温度为120℃~140℃，预时效处理的加热保温时间为1.5h~3h；二级时效处理的加热温度为160℃~180℃，二级时效处理的加热保温时间为4.5h~6.0h。

根据本发明的实施方式，步骤5）中，所述电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为1.5A~3.5A，感应频率为50Hz~60Hz，功率为50kVA~100kVA。

与传统的电阻加热或炉气燃烧加热等工艺相比，电磁感应加热具有显著优势。电磁感应加热通过电磁感应使其内部的金属自身发热，平均预热时间比电阻加热缩短2/3，热效率高达95%以上，电能消耗可降低30%~70%；电磁感应加热批产成本低，可长期承受500℃以上的高温，可靠使用寿命可达5年以上。电磁感应加热控温主要是通过微电子与多路智能闭环系统控制，运行可靠可控，控制电机可采用最先进的工业级PLC控制机板，避免了长期使用的老化现象，充分保证设备长期安全、有效运行；与燃气燃烧或电阻加热相比，电磁感应加热大大改善了工人操作环境，无废气、废烟产生，且操控设备均可人工实施接触调控，大大提高了人机操作互动性。

根据本发明的实施方式，所述方法包括如下步骤：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭（纯度≥99.99%）升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~25min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加Al-Ti-C-CuO混合粉剂，添加后持续搅拌20min~40min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至750℃~770℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌25min~35min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至725℃~740℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌20min~30min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至710℃~725℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至730℃~745℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2~2/3处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至720℃~730℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~20min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的1/2~2/3处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至685℃~705℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭（纯度≥99.9%）与纯锂锭（纯度≥99.9%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在710℃~725℃静置处理15min~25min；

（7）浇铸：调整熔体温度至705℃~715℃，在砂型、金属型、石膏型或熔模壳型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为535℃~550℃，固溶加热保温时间为6h~8h，淬火转移时间≤15s；预时效加热温度为120℃~140℃，预时效加热保温时间为1.5h~3h；二级时效加热温度为160℃~180℃，二级时效加热保温时间为4.5h~6.0h。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种高强韧铸造铝硅合金及其制备方法，与传统的ZL101、ZL114铸造铝硅合金材料相比，本发明的高强韧铸造铝硅合金的制备过程中加入Al-Ti-C-CuO混合粉剂，进行如式-1所示的反应，在熔体中反应生成了大量尺寸细小均匀的TiC陶瓷颗粒；借助Eu、La稀土元素对共晶硅相进行了充分有效的硅相变质，硅相形貌可由板片状、针状转变为球形，大大降低了硅相尖端的应力集中程度，提高了材料的塑性与韧性。通过晶粒细化、二次细化与喷吹除气和静置处理，在熔体中形成了大量的Al₃Sc、Al₃Zr异质形核颗粒，熔体中的[H]离子含量与Al₂O₃氧化膜数量得到有效降低。添加微量Li元素后可进一步与熔体中的[H]离子形成LiH与Li₃AlH₆化合物（如式-2所示），可提高熔体的纯净度。熔体浇铸后结合电磁感应加热短时热处理工艺可实现所制备铸造铝硅合金的短时快速高效热处理，通过细化合金材料晶粒、改善硅相形貌、尺寸及取向分布，在材料晶内与晶界析出大量微TiC陶瓷颗粒，实现合金材料的高强韧制备，可实现军工装备复杂结构精密铝合金铸件的短周期低成本铸造，经济效益显著。

附图说明

图1是实施例1铸造铝硅合金铸态金相OM测试结果。

图2是实施例2铸造铝硅合金短时热处理后力学性能测试结果。

图3是实施例3铸造铝硅合金TiC微观组织TEM形貌测试结果。

图4是实施例4尾段金属壳体铸件电磁感应加热短时热处理结构示意图；

附图4的附图标记为①导弹壳体铸件；②短时热处理保温箱；③导弹壳体铸件导热杆；④绝热密封塞；⑤喷淋淬火喷头；⑥电磁感应加热器。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

实施例1：

一种高强韧铸造铝硅合金制备及其热处理方法，所述高强韧铸造铝硅合金组分及其重量比：Si含量7%，Mg含量0.6%，Sc含量0.18%，Zr含量0.20%，Eu含量0.12%，La含量0.15%，Ti含量0.14%，Li含量0.04%，C含量0.02%，余量为铝；其制备步骤如下：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭（纯度99.99%）升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加原位化学反应粉剂，添加后持续搅拌20min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至750℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌25min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至725℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌20min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至710℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至730℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至720℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的1/2处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至685℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭（纯度99.9%）与纯锂锭（纯度99.9%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在710℃静置处理15min；

（7）浇铸：调整熔体温度至705℃，在熔模壳型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为535℃，固溶加热保温时间为6h，淬火转移时间为15s；预时效加热温度为120℃，预时效加热保温时间为1.5h；二级时效加热温度为160℃，二级时效加热保温时间为4.5h。

步骤（1）熔炼中所述原位化学反应粉剂为Al-Ti-C-CuO混合粉剂，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.1，Al粉占混合粉剂总重的32%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:1.6，Al-Ti-C-CuO混合粉剂添加量占熔体总重的3.5%。

步骤（2）变质中所述的耐热涂料组分及其重量比：氧化锌10%，氧化镁12%，氧化钛8%，硼酸4%，滑石粉12%，余量为水。

步骤（4）除气除渣中所述的除渣剂组分及其重量比：氟化铝钠18%，氟化酸钾10%，氟化钠8%，氟硅酸钠12%，氟硅酸钾14%，硝酸钠6%，余量为萤石粉；所述除渣剂添加量为熔体总重的0.20%。

步骤（4）除气除渣中所述的除气剂组分及其重量比：石墨粉6%，六氯乙烷28%，氟硅酸钾10%，氯化钾12%，氟硅酸钠8%，硝酸钠4%，硝酸钾8%，余量为氯化钠；所述除气剂添加量为熔体总重的0.15%。

步骤（6）喷吹除气与静置处理中所述的气体为混合气体，混合气体组分及体积比为Cl₂15%，CO12%，余量为N₂；旋转喷吹时混合气体流量为1.5ml/s，旋转转子转速为450r/min，旋转喷吹时间为10min。

步骤（8）电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为1.5A，感应频率为50Hz，功率为50kVA。

所制备的铸造铝硅合金经步骤（8）电磁感应加热短时热处理后抗拉强度为340MPa，屈服强度为280MPa，延伸率为6%，布氏硬度为120HBS。

图1为实施例1制备高强韧铸造铝硅合金的铸态金相组织OM测试结果。从图1中可以看出，本发明制备的高强韧铸造铝硅合金晶粒比较细小，初生α-Al基体的平均晶粒尺寸约为82μm，远低于传统铸造铝硅合金铸态初生α-Al基体的平均晶粒尺寸（约为160μm），晶界区域的共晶Si相未观察到粗大的块状或板片状形貌，呈细小多边形状分布。

实施例2：

一种高强韧铸造铝硅合金制备及其热处理方法，所述高强韧铸造铝硅合金组分及其重量比：Si含量9%，Mg含量0.9%，Sc含量0.30%，Zr含量0.36%，Eu含量0.20%，La含量0.25%，Ti含量0.22%，Li含量0.08%，C含量0.06%，余量为铝；其制备步骤如下：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭（纯度为99.99%）升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌25min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加原位化学反应粉剂，添加后持续搅拌40min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至770℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌35min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至740℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌30min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至725℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至745℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的2/3处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至730℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌20min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的2/3处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至705℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭（纯度为99.94%）与纯锂锭（纯度为99.96%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在725℃静置处理25min；

（7）浇铸：调整熔体温度至715℃，在金属型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为550℃，固溶加热保温时间为8h，淬火转移时间为12s；预时效加热温度为140℃，预时效加热保温时间为3h；二级时效加热温度为180℃，二级时效加热保温时间为6.0h。

步骤（1）熔炼中所述原位化学反应粉剂为Al-Ti-C-CuO混合粉剂，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.4，Al粉占混合粉剂总重的40%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:2.0，Al-Ti-C-CuO混合粉剂添加量占熔体总重的5.0%。

步骤（2）变质中所述的耐热涂料组分及其重量比：氧化锌12%，氧化镁16%，氧化钛12%，硼酸6%，滑石粉15%，余量为水。

步骤（4）除气除渣中所述的除渣剂组分及其重量比：氟化铝钠20%，氟化酸钾12%，氟化钠10%，氟硅酸钠14%，氟硅酸钾16%，硝酸钠8%，余量为萤石粉；所述除渣剂添加量为熔体总重的0.35%。

步骤（4）除气除渣中所述的除气剂组分及其重量比：石墨粉8%，六氯乙烷30%，氟硅酸钾12%，氯化钾14%，氟硅酸钠10%，硝酸钠6%，硝酸钾10%，余量为氯化钠；所述除气剂添加量为熔体总重的0.30%。

步骤（6）喷吹除气与静置处理中所述的气体为混合气体，混合气体组分及体积比为Cl₂20%，CO15%，余量为N₂；旋转喷吹时混合气体流量为2.5ml/s，旋转转子转速为600r/min，旋转喷吹时间为15min。

步骤（8）电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为3.5A，感应频率为60Hz，功率为100kVA。

图2所示为实施例2制备的铸造铝硅合金经电磁感应加热短时热处理后的力学性能测试结果。从图2中可以看出，本发明的所述铸造铝硅合金的抗拉强度为368MPa~377MPa，所述铸造铝硅合金的屈服强度为306MPa~318MPa，所述铸造铝硅合金的延伸率为7.4%~8.6%，所述铸造铝硅合金的布氏硬度为130HBS以上。

实施例3：

一种高强韧铸造铝硅合金制备及其热处理方法，所述高强韧铸造铝硅合金组分及其重量比：Si含量8%，Mg含量0.75%，Sc含量0.24%，Zr含量0.28%，Eu含量0.16%，La含量0.20%，Ti含量0.18%，Li含量0.06%，C含量0.04%，余量为铝；其制备步骤如下：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭（纯度为99.99%）升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌20min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加原位化学反应粉剂，添加后持续搅拌30min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至760℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌30min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至732℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌25min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至718℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至738℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至725℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌18min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的2/3处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至695℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭（纯度为99.9%）与纯锂锭（纯度为99.9%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在718℃静置处理20min；

（7）浇铸：调整熔体温度至710℃，在石膏型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为542℃，固溶加热保温时间为7h，淬火转移时间为10s；预时效加热温度为130℃，预时效加热保温时间为2.2h；二级时效加热温度为170℃，二级时效加热保温时间为5h。

步骤（1）熔炼中所述原位化学反应粉剂为Al-Ti-C-CuO混合粉剂，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.2，Al粉占混合粉剂总重的34%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:1.7，Al-Ti-C-CuO混合粉剂添加量占熔体总重的4.3%。

步骤（2）变质中所述的耐热涂料组分及其重量比：氧化锌11%，氧化镁14%，氧化钛10%，硼酸5%，滑石粉13.5%，余量为水。

步骤（4）除气除渣中所述的除渣剂组分及其重量比：氟化铝钠19%，氟化酸钾11%，氟化钠9%，氟硅酸钠13%，氟硅酸钾15%，硝酸钠7%，余量为萤石粉；所述除渣剂添加量为熔体总重的0.25%。

步骤（4）除气除渣中所述的除气剂组分及其重量比：石墨粉7%，六氯乙烷29%，氟硅酸钾11%，氯化钾13%，氟硅酸钠9%，硝酸钠5%，硝酸钾9%，余量为氯化钠；所述除气剂添加量为熔体总重的0.22%。

步骤（6）喷吹除气与静置处理中所述的气体为混合气体，混合气体组分及体积比为Cl₂17.5%，CO13.5%，余量为N₂；旋转喷吹时混合气体流量为2.0ml/s，旋转转子转速为525r/min，旋转喷吹时间为12.5min。

步骤（8）电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为2A，感应频率为55Hz，功率为75kVA。

所制备的铸造铝硅合金经步骤（8）电磁感应加热短时热处理后抗拉强度为360MPa，屈服强度为300MPa，延伸率为8%，布氏硬度为130HBS。

图3所示为实施例3中制备高强韧铸造铝硅合金微观组织中的TiC颗粒TEM形貌测试结果。从图3中可以看出铝硅合金中原位生成了TiC颗粒。

实施例4：

一种高强韧铸造铝硅合金制备及其热处理方法，所述高强韧铸造铝硅合金组分及其重量比：Si含量8.5%，Mg含量0.8%，Sc含量0.25%，Zr含量0.28%，Eu含量0.18%，La含量0.22%，Ti含量0.20%，Li含量0.07%，C含量0.05%，余量为铝；其制备步骤如下：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭（纯度为99.99%）升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌22min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加原位化学反应粉剂，添加后持续搅拌35min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至765℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌32min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至735℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌28min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至722℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至742℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的2/3处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至728℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌18min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的2/3处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至702℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭（纯度为99.99%）与纯锂锭（纯度为99.98%）加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在722℃静置处理24min；

（7）浇铸：调整熔体温度至712℃，在砂型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为545℃，固溶加热保温时间为7.5h，淬火转移时间为8s；预时效加热温度为135℃，预时效加热保温时间为2.5h；二级时效加热温度为175℃，二级时效加热保温时间为5.5h。

步骤（1）熔炼中所述原位化学反应粉剂为Al-Ti-C-CuO混合粉剂，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.3，Al粉占混合粉剂总重的38%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:1.9，Al-Ti-C-CuO混合粉剂添加量占熔体总重的4.8%。

步骤（2）变质中所述的耐热涂料组分及其重量比：氧化锌11.5%，氧化镁15.5%，氧化钛11.2%，硼酸5.4%，滑石粉14.5%，余量为水。

步骤（4）除气除渣中所述的除渣剂组分及其重量比：氟化铝钠19.5%，氟化酸钾11.4%，氟化钠9.6%，氟硅酸钠13.2%，氟硅酸钾15.6%，硝酸钠7.6%，余量为萤石粉；所述除渣剂添加量为熔体总重的0.30%。

步骤（4）除气除渣中所述的除气剂组分及其重量比：石墨粉7.2%，六氯乙烷29.5%，氟硅酸钾11.6%，氯化钾13.6%，氟硅酸钠9.4%，硝酸钠5.8%，硝酸钾9.2%，余量为氯化钠；所述除气剂添加量为熔体总重的0.26%。

步骤（6）喷吹除气与静置处理中所述的气体为混合气体，混合气体组分及体积比为Cl₂19%，CO14.5%，余量为N₂；旋转喷吹时混合气体流量为2.4ml/s，旋转转子转速为560r/min，旋转喷吹时间为14min。

步骤（8）电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为3.2A，感应频率为58Hz，功率为90kVA。

所制备的铸造铝硅合金经步骤（8）电磁感应加热短时热处理后抗拉强度为365MPa，屈服强度为312MPa，延伸率为8.6%，布氏硬度为132HBS。

图4所示为实施例4制备的尾段金属壳体铸件电磁感应加热短时热处理结构示意图。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铸造铝硅合金的制备方法，按重量百分比计，所述铸造铝硅合金包括以下成分：Si 7%~9%，Mg 0.6%~0.9%，Sc 0.18%~0.30%，Zr 0.20%~0.36%，Eu 0.12%~0.20%，La 0.15%~0.25%，Ti 0.14%~0.22%，Li 0.04%~0.08%，C 0.02%~0.06%，B 0~0.02%，Cu 0~0.02%，余量为Al和不可避免的杂质；

所述方法包括如下步骤：

1）将精铝铸锭、Al-12Si中间合金、Al-10La中间合金、Al-5Eu中间合金、Al-2Sc中间合金、Al-4Zr中间合金和Al-Ti-C-CuO混合粉剂进行混合熔炼；

2）向步骤1）的熔体中加入除渣剂和除气剂，进行除气除渣；

3）向步骤2）的熔体中加入Al-5Ti-B中间合金进行二次细化处理；

4）向步骤3）的熔体中加入纯镁锭和纯锂锭，随后进行喷吹除气与静置处理；

5）将步骤4）的熔体进行浇铸，随后进行电磁感应加热短时热处理，制备得到所述铸造铝硅合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述Al-Ti-C-CuO混合粉剂包括Al粉、Ti粉、C粉和CuO粉，其中Ti粉与C粉的摩尔比为1:1.1~1.4，Al粉的重量占混合粉剂总重量的32%~40%，Al粉与CuO粉的摩尔比为1:1.6~2；

和/或，步骤1）中，所述Al-Ti-C-CuO混合粉剂的加入量占熔体总重量的3.5%~5.0%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中，具体包括如下步骤：

1-1）在坩埚中加入精铝铸锭，加热升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上加入Al-12Si中间合金，第一次搅拌，随后继续升温至850℃以上加入Al-Ti-C-CuO混合粉剂，第二次搅拌；

1-2）将步骤1-1）的熔体降温至750℃~770℃，加入Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金，第三次搅拌；

1-3）将步骤1-2）的熔体降温至725℃~740℃，加入Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金，第四次搅拌。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，所述除渣剂包括如下重量分数的各组分：氟化铝钠18%~20%，氟化酸钾10%~12%，氟化钠8%~10%，氟硅酸钠12%~14%，氟硅酸钾14%~16%，硝酸钠6%~8%，余量为萤石粉；

和/或，步骤2）中，所述除渣剂的加入量为熔体总重量的0.20%~0.35%；

和/或，步骤2）中，所述除气剂包括如下重量分数的各组分：石墨粉6%~8%，六氯乙烷28%~30%，氟硅酸钾10%~12%，氯化钾12%~14%，氟硅酸钠8%~10%，硝酸钠4%~6%，硝酸钾8%~10%，余量为氯化钠；

和/或，步骤2）中，所述除气剂的加入量为熔体总重量的0.15%~0.30%。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中，具体包括如下步骤：

2-1）将步骤1）的熔体降温至710℃~725℃后加入除渣剂；

2-2）除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至730℃~745℃，随后加入除气剂；

任选地，2-3）将熔体表面的浮渣打撇干净；

和/或，步骤3）中，具体包括如下步骤：

3-1）将步骤2）的熔体降温至720℃~730℃后加入Al-5Ti-B中间合金；

3-2）加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~20min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的1/2~2/3处；

和/或，步骤4）中，具体包括如下步骤：

4-1）将步骤3）的熔体降温至685℃~705℃后加入纯镁锭和纯锂锭；

4-2）纯镁锭和纯锂锭加入完毕后向熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在710℃~725℃静置处理15min~25min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤5）中，所述电磁感应加热短时热处理包括固溶处理、淬火、预时效处理和二级时效处理；其中，固溶处理的加热温度为535℃~550℃，固溶处理的加热保温时间为6h~8h，淬火转移时间≤15s；预时效处理的加热温度为120℃~140℃，预时效处理的加热保温时间为1.5h~3h；二级时效处理的加热温度为160℃~180℃，二级时效处理的加热保温时间为4.5h~6.0h；

和/或，步骤5）中，所述电磁感应加热短时热处理中所述的电磁感应加热电压为380V，感应电流为1.5A~3.5A，感应频率为50Hz~60Hz，功率为50kVA~100kVA。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）熔炼：在坩埚中添加精铝铸锭升温至650℃以上直至精铝铸锭完全熔化，继续升温至700℃以上添加Al-12Si中间合金，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~25min，随后继续升温至850℃以上采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩在熔体中添加Al-Ti-C-CuO混合粉剂，添加后持续搅拌20min~40min；

（2）变质：将步骤（1）制备的熔体降温至750℃~770℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-10La中间合金与Al-5Eu中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌25min~35min；

（3）晶粒细化：将步骤（2）制备的熔体降温至725℃~740℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将Al-2Sc中间合金与Al-4Zr中间合金添加至熔体内，添加后持续搅拌20min~30min；

（4）除气除渣：将步骤（3）制备的熔体降温至710℃~725℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除渣剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处，除渣剂加入完毕后将熔体温度升高至730℃~745℃，采用喷涂有耐热涂料的钢质钟罩将除气剂加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/2~2/3处，待除气剂加入完毕后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺将熔体表面的浮渣打撇干净；

（5）二次细化：将步骤（4）制备的熔体降温至720℃~730℃，以丝材Al-5Ti-B中间合金形式在熔体中添加Ti元素，加入后采用喷涂有耐热涂料的钢质搅拌勺持续搅拌15min~20min，搅拌勺搅拌高度为熔体总高的1/2~2/3处；

（6）喷吹除气与静置处理：将步骤（5）制备的熔体降温至685℃~705℃，采用喷涂有耐热涂料的钟罩将纯镁锭与纯锂锭加入熔体内部，钟罩加入高度为熔体总高的1/3~1/2处，纯镁锭与纯锂锭添加后在熔体内通入气体进行旋转喷吹除气，旋转喷吹除气后将熔体控温在710℃~725℃静置处理15min~25min；

（7）浇铸：调整熔体温度至705℃~715℃，在砂型、金属型、石膏型或熔模壳型中浇铸合金熔体，完成铸件的浇铸；

（8）电磁感应加热短时热处理：将铸件置于电磁感应加热炉内，固溶加热温度为535℃~550℃，固溶加热保温时间为6h~8h，淬火转移时间≤15s；预时效加热温度为120℃~140℃，预时效加热保温时间为1.5h~3h；二级时效加热温度为160℃~180℃，二级时效加热保温时间为4.5h~6.0h。

8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述铸造铝硅合金的抗拉强度为340MPa~380MPa；

和/或，所述铸造铝硅合金的屈服强度为280MPa~320MPa；

和/或，所述铸造铝硅合金的延伸率为6%~10%；

和/或，所述铸造铝硅合金的布氏硬度为120HBS~140HBS。

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