[发明专利]铝合金熔炼用添加剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种铝合金熔炼用添加剂，该添加剂为硅钛合金，且硅钛合金中硅元素和钛元素的重量比为(6～8):(0.1～0.2)。在将其用于铝合金熔炼过程时，与传统金属硅添加剂相比，本发明上述复合添加剂密度更大，其大大降低了金属硅元素的烧损，从而进一步提升了硅元素的实收率。同时，与传统钛添加剂相比，本发明上述复合添加剂将钛元素以硅钛合金的形式应用至熔炼过程，使其更容易熔入铝液，从而可以进一步增加钛元素的实收率。此外，上述硅钛复合元素添加剂在熔炼时不需要加入任何额外熔剂，其无污染、环保性更好。

技术领域

本发明涉及铝合金领域，具体而言，涉及一种铝合金熔炼用添加剂及其制备方法。

背景技术

全球汽车车轮材料主要经历了钢铁材料、合金材料(如铝合金)等演变过程，目前以铝合金车轮为主。从铝合金车轮的发展来看，长时期内，钢制车轮在车轮制造业中占主导地位，但随着汽车工业的飞速发展，人们对车辆安全、环保、节能的要求日趋严格，铝合金车轮以其安全、节能、美观、舒适等特点，逐步取代了钢制车轮。欧洲在20世纪初就开始使用砂模铸造铝合金汽车车轮，在赛车上得到应用。1958年有了整体金属模铸造的铝合金车轮，开始运用到普通乘用车。1997年，欧洲主要汽车制造商以钢轮作为标准配置的比重约为77％，北美平均65％，日本平均60％。到1999年，英国市场销售的汽车中，钢轮作为标准配置的比重一下降到46％，美国市场则不足40％。目前，世界上铝合金车轮的装车率已达到60％以上，其中乘用车绝大部分选择了铝合金车轮。

目前在铸造铝合金方面，行业里广泛使用的铝合金轮毂材料是A356铝合金。其不仅具有很好的铸造性能(流动性好、线收缩小、无热裂倾向)，可铸造薄壁和形状复杂的铸件，而且其通过T6固溶热处理可达到较高的强度、良好的塑性和高冲击韧性。具体地，A356铝合金是一种典型的Al-Mg-Si系三元合金，其主要由以下元素组成：Al:91％-92％、Si:6.5-7.5％、Mg:0.25％-0.45％及Ti:0.08-0.2％。其中，Si使铝的流动性增加，改善铸造性能，可以降低体收缩和热裂倾向。Mg与Si形成强化相Mg₂Si，在热处理过程中提高强度和硬度；Ti作为一种细化剂，可使晶体的晶粒度更加致密，提高机械性能。

现有A356合金生产过程中，主要是通过在金属熔炼过程中依次分别添加金属Si添加剂和金属Ti添加剂以向合金中引入Si和Ti金属元素。且目前Si的加入方式主要有两种方式，一种是以铺底的方式加入熔炼炉中，另一种则是待铝锭熔化后，铝液达到一定温度时再投入熔炼炉中。Ti则主要以Ti添加剂的形式加入熔炼炉中。

然而，在铝合金熔炼过程中采用上述添加剂，或存在Si实收率较低的问题，或存在需长时间、高熔炼温度导致的铝熔体烧损及能耗高的问题，或存在Ti元素难以熔入铝液导致的Ti实收率较低等问题。故而，有必要提供一种新的铝合金熔炼用添加剂，使其可以有效改善上述问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铝合金熔炼用添加剂及其制备方法，以解决现有技术中的铝合金熔炼用添加剂存在的或Si实收率较低，或Ti实收率较低，或铝熔体有烧损，或能耗高等问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝合金熔炼用添加剂，添加剂为硅钛合金，且硅钛合金中硅元素和钛元素的重量比为(6～8):(0.1～0.2)。

进一步地，添加剂的密度为2.8～3.1g/cm³；添加剂由硅和钛经混合、熔融、浇铸形成。

进一步地，铝合金为Al-Mg-Si系三元铸造合金，优选为A356合金。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种前述的铝合金熔炼用添加剂的制备方法，制备方法包括：将硅和钛经混合、熔融、浇铸，得到添加剂；且添加剂中硅元素和钛元素的重量比为(6～8):(0.1～0.2)。

进一步地，在浇铸之后，制备方法还包括对浇铸后料依次进行破碎及筛选的步骤。