技術領域

本發明涉及一種稀土基變質劑，具體是一種在改善和細化鑄造鋁合金鑄態組織的同時，能顯著降低鋁合金熔液吸氫傾向的變質劑。

背景技術

鋁合金熔體的變質處理主要是針對鋁硅合金，通過改變共晶硅粗片狀的形態，使之粒化，減少對組織的割裂，提高力學性能和改善切削性能。常用的變質元素有鈉、鍶、稀土、銻等。其中鈉主要以多元鈉鹽的方式加入合金液，應用的最早，但變質有效時間短，合金重熔后就失效了。鍶具有長效的變質作用，鍶的加入量與熔體處理狀態、合金、澆注條件相關，適量的鍶能夠使共晶硅變成纖維狀，目前的應用最多。采用鍶變質的合金的抗拉強度、屈服強度都大于?Na、Sb?變質合金。

但是，鍶變質的鋁合金熔體有強烈的吸氣傾向，如氫。鋁液吸氫會造成鑄件出現大量析出性氫氣孔，即針孔，降低鑄件表面質量和各項性能，如氣密性，嚴重時可出現氫脆現象。如何進一步改善鍶變質劑這一缺陷，亟需人們加以解決。

稀土的變質同樣具有長效性，而且能夠起到固氫的的作用。稀土元素能夠與Al和其他元素形成高熔點化合物，在合金中形成高熔點共晶體，能夠提高合金的耐熱性能。并可以起到細化組織、凈化熔體、減少氣體和夾雜物含量、降低線膨脹系數。如富鑭混合稀土金屬比鍶有更強的變A357?鋁合金中共晶硅的能力，且富鑭混合稀土金屬具有變質和凈化鋁合金熔體、降低含氫量的雙重作用。

可見稀土基變質劑在鋁合金變質處理領域是一類大有前途的變質材料，值得人們對該類變質劑進行研發和應用。

發明內容

本發明為克服現有常用鋁合金變質劑難以改善鋁合金吸氣性，特別是降低鋁合金熔液吸氫傾向的缺點，提供一種在改善和細化鑄造鋁合金鑄態組織的同時，能夠顯著降低鋁合金熔液吸氫傾向的鈰基變質劑。

本發明解決技術問題的技術方案為：一種降低鋁合金吸氫傾向的變質劑，組分按質量百分比計算，Sr為5~20%，鈰為10~20%，B為5~10%，鋁為余量。

所述變質劑為塊狀灰白色合金，熔點范圍600~750℃，變質劑加入量為鋁合金總量的0.2~0.8%。

所述的鋁合金為AC4B鑄造鋁合金。

本發明的有益效果是，上述成分的變質劑，綜合了鋁合金變質中Sr元素的長效性和鈰元素固氫性的優點，不僅對鋁合金組織細化α相（鋁）和變質共晶Si效果明顯，且很好的克服了鋁合金吸氫傾向，可使AC4B鑄造鋁合金700℃下保溫半小時內含氫量＜0.1ml/100gAl。而B元素的添加可起進一步細化晶粒的效果。

具體實施方式

實施例1:

本例變質劑成分取值為：Sr為5%，鈰為20%，B為5%，鋁為余量。將制得的變質劑合金按鋁液質量0.4%加入730℃的AC4B鋁液中熔化，放置15分鐘后開始澆注鋁合金氣缸蓋鑄件。鑄件凝固后內部取樣針孔度達到1級，最大抗拉強度σ_ｂ由１６ｋｇ／ｍｍ²提高到20ｋｇ／ｍｍ²，延伸率δ％由５％提高到１2％。

實施例2:

變質劑成分取值為：Sr為10%，鈰為15%，B為8%，鋁為余量。將制得的變質劑合金按鋁液質量0.5%加入730℃的ZLD101A鋁液中熔化，放置15分鐘后開始澆注鋁合金鑄件。鑄件凝固后內部取樣針孔度達到1級。最大抗拉強度σ_ｂ由１4ｋｇ／ｍｍ²提高到18ｋｇ／ｍｍ²，延伸率δ％由8％提高到１1％。