本发明涉及一种精炼变质剂，具体地，涉及一种硅铝合金精炼变质剂及其制备方法及压铸硅铝合金的制备方法及制备的压铸硅铝合金。
背景技术：
：精炼变质剂是一种在合金熔融压铸过程中加入，以提高合金性能的化学试剂。中国专利CN102226239A公开了一种铝或铝合金熔体净化处理用精炼熔剂及其制备方法，按质量百分比计，该精炼剂原料配方是由以下组分构成的粉体混合物：NaCl25-35％、KCl25-35％、Na3AlF6和/或K3AlF615-25％、Na2SO4和/或K2SO44-10％、CaCO3和/或Na2CO33-10％、REF3和/或RECl3-6％；其中，NaCl与KCl的质量比为1∶1；RE为Ce或La。该发明的精炼剂进入熔体后能够充分扩散，不吸附团聚，不堵孔；具有高效造干渣能力，不粘滞铝熔体；熔剂同铝熔体即使有轻微反应，反应产物能随炉渣一并去除；具有较高的除气、除渣效率。中国专利CN104561632A公开了一种铝合金精炼变质剂，其成分及其配比为：氯化钾20-25份，氯化钠30-35份，碳酸钠3-5份，氟化钙3-6份，硫酸钠10-15份，硝酸钾20-25份，六氟苯5-10份，稀土1-2份。该发明的铝合金精炼剂能够有效去除铝液中的夹渣，同时可以降低铝液含氢量，对铝液的净化效果明显。然而，当硅铝合金中硅含量过高时，钠盐、钾盐只能有效细化共晶硅，而初晶硅则无法得到有效细化，导致合金存在某些缺陷，过大的初晶硅会导 致合金力学性能下降。技术实现要素：本发明的目的是提供一种硅铝合金精炼变质剂及其制备方法及压铸硅铝合金的制备方法及制备的压铸硅铝合金，采用本发明的精炼变质剂进行制备硅铝合金，硅铝合金中初晶硅能够得到细化，从而提高硅铝合金的力学性能。为了实现上述目的，本发明第一方面：提供一种硅铝合金精炼变质剂，该精炼变质剂的配方包括：30-40质量％的氯化钠、10-20质量％的氯化钾、10-20质量％的六氟铝酸钠、5-10质量％的磷、3-5质量％的硫代硫酸钠、3-8质量％的碳酸钙、1-3质量％的六氟苯、10-20质量％的六氯乙烷和3-8质量％的稀土。优选地，该精炼变质剂的配方包括：32-38质量％的氯化钠、12-18质量％的氯化钾、12-18质量％的六氟铝酸钠、7-9质量％的磷、4-5质量％的硫代硫酸钠、4-6质量％的碳酸钙、1-3质量％的六氟苯、12-18质量％的六氯乙烷和4-6质量％的稀土。优选地，所述稀土为选自钇、镧和铈中的至少一种。优选地，所述精炼变质剂中的磷被相同质量的磷酸盐所替代，所述磷酸盐为选自磷酸钠、磷酸钾和磷酸钙中的至少一种。本发明第二方面：提供一种硅铝合金精炼变质剂的制备方法，该方法包括：按照本发明第一方面所提供的精炼变质剂的配方将氯化钠、氯化钾、六氟铝酸钠、磷或磷酸盐、硫代硫酸钠、碳酸钙、六氟苯、六氯乙烷和稀土混合后磨细烘干，得到精炼变质剂。本发明第三方面：提供一种压铸硅铝合金的制备方法，该方法包括：将本发明第一方面所提供的精炼变质剂与用于制备压铸硅铝合金的合金原料 混合后进行熔融压铸，得到压铸硅铝合金，其中所述精炼变质剂与所述用于制备压铸硅铝合金的合金原料的质量比为(0.001-0.1):1。优选地，所述合金原料含有硅和铝，含有或不含有选自镁、铁、锰、铜、锌、铬和镍中的至少一种。优选地，所述合金原料中硅的含量为10-30质量％。本发明第四方面：提供一种根据本发明第三方面所提供的方法所制备的压铸硅铝合金。优选地，所述压铸硅铝合金的维氏硬度为170-200HV，屈服强度为280-320MPa。本发明的精炼变质剂中含有稀土和磷元素，稀土和磷元素在含硅量比较高(大于15％)的过共晶硅铝合金中能有效细化并分散粗大的初晶硅，使初晶硅由原来的长条状变成细小的球状和短杆状。由于过共晶铝硅合金中粗大的初晶硅会严重地损害硅铝合金的力学性能，因此初晶硅的细化能使硅铝合金的晶粒分布更为均匀，从而提高硅铝合金的力学性能。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明实施例1所制备的硅铝合金压铸产品的200倍金相图；图2是本发明对比例1所制备的硅铝合金压铸产品的200倍金相图；图3是本发明对比例2所制备的硅铝合金压铸产品的200倍金相图；图4是本发明对比例3所制备的硅铝合金压铸产品的200倍金相图；图5是本发明对比例4所制备的硅铝合金压铸产品的200倍金相图。具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明第一方面：提供一种硅铝合金精炼变质剂，该精炼变质剂的配方包括：30-40质量％的氯化钠、10-20质量％的氯化钾、10-20质量％的六氟铝酸钠、5-10质量％的磷、3-5质量％的硫代硫酸钠、3-8质量％的碳酸钙、1-3质量％的六氟苯、10-20质量％的六氯乙烷和3-8质量％的稀土。优选地，该精炼变质剂的配方包括：32-38质量％的氯化钠、12-18质量％的氯化钾、12-18质量％的六氟铝酸钠、7-9质量％的磷、4-5质量％的硫代硫酸钠、4-6质量％的碳酸钙、1-3质量％的六氟苯、12-18质量％的六氯乙烷和4-6质量％的稀土。根据本发明的第一方面，所述氯化钠、氯化钾、六氟铝酸钠、硫代硫酸钠和碳酸钙是常用的精炼变质剂，能够有效细化共晶硅；六氟苯以及六氯乙烷等有机物能够除气除渣；所述稀土能够避免钠盐或钾盐对磷变质剂的毒害作用，优选自钇、镧和铈中的至少一种。根据本发明的第一方面，磷能够有效细化粗大的初晶硅，为了克服合金熔融过程中直接添加单质磷所产生的磷自燃问题，所述精炼变质剂中的磷可以被相同质量的磷酸盐所替代，所述磷酸盐优选为选自磷酸钠、磷酸钾和磷酸钙中的至少一种。本发明第二方面：提供一种硅铝合金精炼变质剂的制备方法，该方法包括：按照本发明第一方面所提供的精炼变质剂的配方将氯化钠、氯化钾、六氟铝酸钠、磷或磷酸盐、硫代硫酸钠、碳酸钙、六氟苯、六氯乙烷和稀土混合后磨细烘干，得到精炼变质剂。本发明第三方面：提供一种压铸硅铝合金的制备方法，该方法包括：将本发明第一方面所提供的精炼变质剂与用于制备压铸硅铝合金的合金原料混合后进行熔融压铸，得到压铸硅铝合金，其中所述精炼变质剂与所述用于制备压铸硅铝合金的合金原料的质量比为(0.001-0.1):1。根据本发明的第三方面，所述熔融和压铸是本领域常规手段，本发明不再赘述。根据本发明的第三方面，所述合金原料含有硅和铝，优选含有或不含有选自镁、铁、锰、铜、锌、铬和镍中的至少一种。另外，为了回收废旧硅铝合金，可以将废旧硅铝合金作为合金原料进行熔融压铸。根据本发明的第三方面，本发明的精炼变质剂可以有效细化初晶硅，因此合金原料优选为高硅含量的合金原料，例如，所述合金原料中硅的含量优选为10-30质量％，进一步优选为15-25质量％。本发明第四方面：提供一种根据本发明第三方面所提供的方法所制备的压铸硅铝合金。根据本发明的第四方面，由于本发明的精炼变质剂可以有效细化合金晶粒，因此，所述压铸硅铝合金的平均晶粒尺寸可以达到10-20微米。根据本发明的第四方面，硅铝合金晶粒的细化可以有效提高硅铝合金的力学性能，因此，所述压铸硅铝合金的维氏硬度可以达到170-200HV，屈服强度可以达到280-320MPa。本发明将通过实施例来进一步说明本发明，但是本发明并不因此而受到任何限制。本发明实施例和对比例采用GB/T13298-1991金属显微组织检验方法测定压铸硅铝合金的金相图。本发明实施例和对比例采用GB/T7997-2014硬质合金维氏硬度测试方法测定压铸硅铝合金的维氏硬度。本发明实施例和对比例采用GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验测定压铸硅铝合金的屈服强度。实施例1取铝硅合金(含硅20％)175g、纯镁2g、纯铜3g和纯铝20g，在710℃的感应炉中熔炼，待合金融化并混合均匀后，添加已配好的精炼变质剂(具体配方见表1)，搅拌均匀，扒渣后浇注得铸锭试样，将试样进行压铸，对压铸产品S1进行金相分析和力学性能分析，金相图见图1，力学性能见表2。实施例2实施例2的硅铝合金压铸方法与实施例1相同，唯一不同之处在于精炼变质剂的配方不同，精炼变质剂的配方见表1，所得压铸产品S2的金相图与图1相似，不再示出，力学性能见表2。对比例1-4对比例1-4的硅铝合金压铸方法与实施例1相同，唯一不同之处在于精炼变质剂的配方不同，精炼变质剂的配方见表1(对比例1未加入精炼变质剂)，所得压铸产品D1-D4的金相图见图2-5，力学性能见表2。对比例5对比例5的硅铝合金压铸方法与实施例1相同，唯一不同之处在于精炼变质剂的配方不同，精炼变质剂的配方为：氯化钾0.43g，氯化钠0.74g，碳酸钠0.1g，氟化钙0.07g，硫酸钠0.22g，硝酸钾0.43g，六氟苯0.11g，稀土0.04g，所得压铸产品D5的金相图与对比例4相似，不再示出，力学性能见表2。对比例6对比例6的硅铝合金压铸方法与实施例1相同，唯一不同之处在于精炼变质剂的配方不同，精炼变质剂的配方为：氯化钠0.58g，氯化钾0.58g，六氟铝酸钾0.39g，硫酸钠0.26g，碳酸钙0.26g，氯化铈0.09，所得铸锭试样D6的金相图与对比例4相似，不再示出，力学性能见表2。如图2所示的铸锭试样D1的金相图，我们可以看出，未添加任何精炼变质剂的情况下，初晶硅组织粗大，共晶硅组织呈针状，还有微小的裂纹出现(残留气体杂质造成)。如图3所示的铸锭试样D2的金相图，添加常规的不含磷和稀土的精炼剂后，裂纹已经消失，说明除气除杂效果很好；针状共晶硅组织依然存在，但数目已经少了很多；初晶硅组织虽然也有一定程度细化，但依然处于团聚状态，并没有分散开来。如图4所示的铸锭试样D3的金相图，从金相图中可以发现，添加含磷精炼变质剂后，初晶硅颗粒已经有明显细化，但还有长条状初晶硅存在，这是由于存在钠的毒害作用，使磷不能完全发挥作用。如图1所示铸锭试样S1的金相图，添加稀土钇后，钠的毒害作用消失，与图4相比，初晶硅颗粒明显细小且均匀分散开来。而且，共晶硅已经变得圆滑，棱角开始消失，应力集中现象得到缓解。如图5所示的铸锭试样D4的金相图，添加稀土钇后，可以发现，稀土有一定细化晶粒的作用，虽然大晶粒的初晶硅破碎，但并未均匀分散开来。综上所述，我们可以得出以下结论：磷配合稀土能有效细化初晶硅，使其细化且均匀分布在合金中，因此，本发明的精炼变质剂能有效地使高硅铝合金组织成分更均匀，并且结合表2的力学性能数据可知，合金组织成分的均匀分布能够避免初晶硅粗大导致合金力学性能下降的缺陷。表1表2力学性能维氏硬度，HV屈服强度，MPa压铸产品S1180.23300.88压铸产品S2179.95296.75压铸产品D1159.10208.55压铸产品D2166.21230.54压铸产品D3169.10277.64压铸产品D4167.36268.32压铸产品D5165.96260.84压铸产品D6166.21262.33当前第1页1 2 3