【技术实现步骤摘要】
本申请涉及铝合金铸造，尤其涉及一种铝合金变质剂及铝合金变质处理方法，主要适用于特定要求的钛合金及零部件的真空热处理。
技术介绍
1、铝是有色金属中最常用的金属，由于其密度小，比强度高，导电导热性能优良，因此被广泛应用在交通运输、机械、航天、化工以及建筑材料等生活和生产各个方面。目前应用较为广泛的是铸造铝合金材料，而铸造硅铝合金材料是铸造铝合金材料中产量最大，应用最广泛的一种。硅铝合金中添加了密度相对较小的硅元素，整体密度较低，成本也较低，但是具有热导性能好，比强度和刚度较高，与金、银、铜、镍的镀覆性能好，与基材可焊，易于精密机加工等优越性能。随着硅铝合金中硅元素的含量提高，可以使合金材料的密度及热膨胀系数显著降低，同时还能提高合金的耐热性和耐腐蚀性。
2、但硅铝合金也存在一定的缺陷，合金中共晶体数量会随着硅元素添加量提高而增多，而共晶硅组织在未变质的情况下呈粗大的板条状或针片状，而当硅元素含量超过共晶成分时初晶硅会形成，一般呈粗大的多角形块状。这些粗大不规则的金相组织都会影响合金的力学性能，增加合金的脆性，使合金的塑性和切削性能降低，进而影响其应用。
3、在实际生产中，为解决上述问题，通常会对硅铝合金进行变质处理。变质处理是指在熔炼合金时，为了改善金相组织使达到某种要求，在原有合金配料外，添加少量其他元素，使合金的金相显微组织改变，获得理想金相组织。现有实际生产中，通常采用加入变质剂进行变质处理，这种处理方式效果较好，且成本低廉、易于操作。变质剂的变质机理较为复杂，现有的变质剂分为单一元素变质剂和复合变质
4、但是，对硅铝合金变质处理时，p元素的大量引入会导致铝合金性能的降低；而sr元素的添加会导致硅铝合金产生气孔，影响致密性，同样会导致铝合金的性能下降。因此，本领域急需开发一种更为优异的变质剂，以提升现有硅铝合金的变质处理效果。
技术实现思路
1、为了解决上述至少一种技术问题，开发一种可以较好的对硅铝合金进行变质处理，有效细化硅铝合金的金相组织，且能有效提高硅铝合金各项力学性能的变质工艺，本申请提供一种铝合金变质剂及铝合金变质处理方法。
2、一方面，本申请提供了一种铝合金变质剂，用于铸造硅含量12～30％的硅铝合金的变质处理，所述铝合金变质剂各组分包括nacl、kcl、nf、kbf4、纯铝、铝铈中间合金和铝磷中间合金；所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，nacl的含量为10～20％，kcl的含量为10～20％，nf的含量为5～10％，kbf4的含量为10～20％，铈元素含量为8～10％，磷元素的含量为0.2～0.4％。
3、可选的，所述铝合金变质剂还包括铝钇中间合金，所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，钇元素的含量为0.5～1％。
4、可选的，所述铝铈中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
5、可选的，所述铝锶中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
6、可选的，所述铝磷中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
7、可选的，所述铝合金变质剂还包括石墨粉，所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，石墨粉的含量为1～3％。
8、另一方面，本申请还提供了铝合金变质处理方法，使用上述的铝合金变质剂，包括以下步骤：
9、s1、将硅铝合金原料添加至熔炼炉内，加热至860～920℃，在惰性气体气氛下保温15～30min，取样检测并调整成分，得到硅铝合金液；
10、s2、在860～920℃温度下，将铝合金变质剂，按照占硅铝合金液总重量的4～6％的添加比例，添加至步骤s1得到的硅铝合金液中，在惰性气体气氛下保温搅拌10～15min，得到合金溶液；
11、s3、将步骤s2得到的合金溶液，在惰性气体气氛下，以4～6℃/min的降温速率，在搅拌条件下降温至740～760℃，而后保温搅拌30～45min，再保温静置15～20min，得到经变质处理的硅铝合金液；
12、s4、将步骤s3得到的经变质处理的硅铝合金液进行铸造。
13、可选的，所述步骤s1中，所述加热温度控制在880～900℃。
14、可选的，所述步骤s1～s3中，所述惰性气体选用氩气。
15、可选的，所述步骤s4中，所述铸造温度控制在700～720℃，冷却速率不低于106k/s。
16、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
17、1.本申请设计了一种铝合金变质剂，针对中、高硅含量的硅铝合金的变质处理，本申请的铝合金变质剂采用不含锶元素的配方设计，以铈元素配合nf和kbf4作为变质剂的主要成分，并添加了微量的磷元素，能够有效在对中、高硅含量的硅铝合金的变质处理时，细化硅铝合金的金相组织，避免粗大的共晶硅组织和初晶硅组织的形成，有效提高硅铝合金铸锭的各项力学性能。
18、2.本申请还针对本申请的铝合金变质剂设计了针对中、高硅含量的硅铝合金的变质处理的处理方法，本申请的处理方法步骤简单，通过初步缓慢降温配合本申请的铝合金变质剂控制共晶硅组织和初晶硅组织的生长，而后通过搅拌和保温处理，细化共晶硅组织和初晶硅组织，经过本申请的变质处理方法得到的硅铝合金铸锭的各项力学性能均十分优异。
19、3.本申请的铝合金变质剂和变质处理方法中，未引入锶元素，有效避免了处理和铸造过程中，铝合金内产生气孔，制得的硅铝合金铸锭致密性较佳，抗裂性能也较为优异。
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1.一种铝合金变质剂，用于铸造硅含量12～30％的硅铝合金的变质处理，其特征在于，所述铝合金变质剂各组分包括NaCl、KCl、NF、KBF4、纯铝、铝铈中间合金和铝磷中间合金；所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，NaCl的含量为10～20％，KCl的含量为10～20％，NF的含量为5～10％，KBF4的含量为10～20％，铈元素含量为8～10％，磷元素的含量为0.2～0.4％。
2.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝合金变质剂还包括铝钇中间合金，所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，钇元素的含量为0.5～1％。
3.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝铈中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
4.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝锶中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
5.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝磷中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
6.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝合金变质剂还包括石墨
7.一种铝合金变质处理方法，其特征在于，使用权利要求1～6任意一项所述的铝合金变质剂，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的铝合金变质处理方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述加热温度控制在880～900℃。
9.根据权利要求7所述的铝合金变质处理方法，其特征在于，所述步骤S1～S3中，所述惰性气体选用氩气。
10.根据权利要求7所述的铝合金变质处理方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述铸造温度控制在700～720℃，冷却速率不低于106K/S。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金变质剂，用于铸造硅含量12～30％的硅铝合金的变质处理，其特征在于，所述铝合金变质剂各组分包括nacl、kcl、nf、kbf4、纯铝、铝铈中间合金和铝磷中间合金；所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，nacl的含量为10～20％，kcl的含量为10～20％，nf的含量为5～10％，kbf4的含量为10～20％，铈元素含量为8～10％，磷元素的含量为0.2～0.4％。
2.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝合金变质剂还包括铝钇中间合金，所述铝合金变质剂中，按重量百分比计，钇元素的含量为0.5～1％。
3.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝铈中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μm。
4.根据权利要求1所述的铝合金变质剂，其特征在于，所述铝锶中间合金采用粉料，粉料粒径为150～600μ...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇，马春刚，陈海霞，
申请(专利权)人：徐州思源铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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