[发明专利]一种铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE晶粒细化剂及其制备方法

权利要求书

1.制备一种铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE晶粒细化剂的方法，其特征在于包括有下列步骤：

步骤一，配料；

将原材料按Al-xNb-yB-zRE目标成分配比准确计算和称量；其中，0.01＜x≤6wt％，0.01＜y≤3wt％，0.01＜z≤1wt％，余量为Al；

步骤二，熔炼辅助材料准备

采用除尘器将石墨坩埚、模具、钟罩内壁、撇渣勺清理干净，在200～300℃条件下预热2～3h，并在模具、钟罩、撇渣勺表面均匀刷涂保护性涂料，以避免其与铝液接触时将铁杂质带入铝液；

100重量份的保护性涂料中有22％重量份的白垩粉、4％重量份的水玻璃和余量的水；

步骤三，熔化

将坩埚安装在电阻炉中，放入已称量好的铝块，开始加热，待铝块熔化后，加入覆盖剂，以防止铝锭氧化，继续加热至800～900℃，用钟罩将已称量好的B原料及Nb原料压入铝液中，继续加热15～30min后，加入Al-RE原料，继续加热15～30min；熔化期间每隔10min搅拌一次，每次搅拌后都要加入覆盖剂，以防止铝熔体氧化；

100重量份的覆盖剂中有50％重量份的NaCl和50％重量份的KCl；

步骤四，精炼；

待所有原料熔化后，加入精炼剂至铝熔体底部，充分搅拌5～20min后，静置10～20min后，得到精炼后的溶液以备浇注；

100重量份的精炼剂中有50％重量份的C₂Cl₆和50％重量份的Na₂SiF₆；

步骤五，浇注；

将精炼后的溶液扒渣后，浇注入已备好的模具中，从而得到Al-xNb-yB-zRE细化剂；

所述Al-Nb-B-RE中稀土元素RE为La、Ce、Nd、Er、Gd、Y、Yb、Sc中的一种或者两种以上的混合；

所述Al-Nb-B-RE中包含的杂质化学元素有：Fe≤0.2wt％；Cu≤0.1wt％；Mn≤0.1wt％；Zn≤0.1wt％；Ga≤0.05wt％；S≤0.05wt％。

2.根据权利要求1所述的一种制备铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE晶粒细化剂的方法，其特征在于：制得的Al-2Nb-B-0.4La-0.6Ce晶粒细化剂能够将ZL101合金平均晶粒大小细化至255μm。

3.根据权利要求1所述的一种制备铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE晶粒细化剂的方法，其特征在于：制得的Al-4Nb-0.8B-0.5La-0.5Y细化剂比Al-5Ti-B细化剂具有更低的冷速敏感性。

4.根据权利要求1所述的一种制备铸造铝合金用低冷速敏感高形核能力AlNbBRE晶粒细化剂的方法，其特征在于：制得的Al-3Nb-0.6B-0.6La-0.4Ce晶粒细化剂应用于ZL102铝合金712型车轮制造，并与正常生产的轮毂性能比较，车轮轮辐的拉伸强度由240MPa提高到274MPa，车轮内轮缘的拉伸强度由265MPa提高到284MPa，分别提高了14.2％及7.2％；车轮轮辐及内轮缘的延伸率分别提高了16％及7.6％。