本发明属于有色金属加工技术领域，特别是涉及一种al-ti-b-sr合金细化剂及制备该合金细化剂的方法。
背景技术：
随着世界经济的快速发展，能源短缺的问题日益凸显，节能环保问题也日益紧迫，产品的轻量化引起世人关注，铝合金质量轻，而且具有回收再生性强的特点，用它取代塑料、钢铁对节能有利，越来越受到人们的青睐。由于铝合金具有优良的性能，在各个领域得到广泛应用，要想获得综合性能优异的铝合金，到目前为止最有效、最简单的方法就是向铝熔体中加入细化剂。al-ti-b合金细化剂仍然是铝行业使用最广泛的细化剂，其优良的细化效果得到人们的认可。据统计，大约有75%的世界铝工业使用的是al-ti-b合金线材。但al-ti-b合金细化剂尚存有不足，所以急需开发一种新的细化剂。
目前，在高档铝箔坯料连续铸轧生产时，应用的晶粒细化剂主要依靠进口。现比较认可的主要有英国lsm公司、荷兰kbm公司等生产的al-ti-b合金细化剂，虽然比国内的好，但也未彻底解决al—ti—b合金细化剂存在的弊端。因此，研发高品质铝合金晶粒细化剂取代进口是我国铝行业晶粒细化剂亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明为了提高铝合金细化剂的细化性能和适用性，解决铝加工过程中所遇到的实际问题，特此提出了一种铝及铝合金的al-ti-b-sr细化剂及流变挤压成形方法。
本发明所采用的技术方案是：一种al-ti-b-sr合金细化剂，按重量百分比计，由以下组分组成：钛4—8%；硼0.5—0.9%；锶6—10%；其余为铝及不可避免的杂质元素。
上述al-ti-b-sr合金细化剂的制备方法，步骤如下：1）首先，将氟钛酸钾、氟硼酸钾、冰晶石预热至50~80℃，保温40~60min；
2）加热熔化铝锭至840-950℃；
3）然后采用固液反应法按权利要求1所述合金成分所要求的比例添加预热好的上述三者的混合物，将这三者的混合物压入至铝熔体的中底部，待完全反应后，在900℃以下保温30-80min，制成熔融态al-ti-b中间合金；
4）准备φ9.5~10mm的al-sr中间合金备用；
5）将al-sr中间合金加入到al-ti-b中间合金中，在900℃以下保温40-100min；
6）将上步所得的al-ti-b-sr熔体降温至750-900℃，用惰性气体精炼、除渣后，浇至流变挤压成形机轮槽中，挤压成线材；
7）最后将线材冷却卷取。
本发明由于含有细小均匀的tial3、tib2相质点，降低了结晶过程中粒子的沉降速率，表现出极强的抗衰减性能，具有长效性。其中，起到主要细化效果的第二项颗粒tial3多以片状或块状形式出现。片状tial3的溶解速度慢，也就是细化过程中响应速度慢，但保持时间长。块状tial3溶解速度块，响应速度也快，但持续的时间短，含这种tial3合金线材，适合在流槽内加入。本发明通过加入锶可以优化合金组织，使细化变质效果更好，延长细化时间。
本发明另一特点在于减少了b元素，合理加入了sr元素，与al-ti-b细化剂相比较有效地减少了tial3颗粒的柱状体及针状体、tib2的聚集。并且采用流变挤压成形的制备方法，掌握了制备al-ti-b-sr合金线材的最佳工艺参数，可以使合金线材中存在的tial3、tib2、al4sr等化合物在流变挤压成形下晶粒得到充分破碎，分散更加弥散，相比al-ti-b有更好的细化变质效果，细化后，能显著提高合金的力学性能。
本发明取得的有益效果是：本发明通过加入锶可以优化合金组织，使细化变质效果更好，延长细化时间。减少了b元素，合理加入了sr元素，与al-ti-b细化剂相比较有效地减少了tial3颗粒的柱状体及针状体、tib2的聚集。采用流变挤压成形的制备方法，掌握了制备al-ti-b-sr合金线材的工艺参数，可以使合金线材中存在tial3、tib2、al4sr等化合物在流变挤压成形下晶粒得到充分破碎，分散更加弥散，相比al-ti-b有更好的细化变质效果，细化后，能显著提高合金的力学性能。
具体实施方式
为更好的说明本发明，下面结合较佳实例对本发明进行更详细的描述，本发明的保护范围不仅限于所举实例。
实施例：一种al-ti-b-sr合金细化剂，按重量百分比计，由以下组分组成：钛4—8%；硼0.5—0.9%；锶6—10%；其余为铝及不可避免的杂质。
制造上述al-ti-b-sr合金细化剂的步骤：1）首先，将氟钛酸钾、氟硼酸钾、冰晶石预热至50~80℃，保温40~60min；
2）在中频感应炉内加热熔化铝锭至840-950℃；
3）然后采用固液反应法按上述合金成分所要求的比例添加预热好的上述三者的混合物，将这三者的混合物压入至铝熔体的中底部，待完全反应后，在900℃以下保温30-80min，制成熔融态al-ti-b中间合金；
4）准备φ9.5~10mm的al-sr中间合金备用；
5）将al-sr中间合金加入到al-ti-b中间合金中，在900℃以下保温40-100min；
6）将上步所得的al-ti-b-sr熔体降温至750-900℃，用惰性气体精炼、除渣后，浇至流变挤压成形机轮槽中，挤压成线材；
7）最后将线材冷却卷取。
我国锶的储量世界第一，开发铝锶合金，能够充分发挥我国的资源优势。本发明加入sr元素是因为sr变质剂有效时间长，重熔仍保持有效，易获得满意的力学性能，能够获得比al-ti-b细化剂更好的细化效果，并且能延长细化时间。
实验对比：
首先，用al—ti—b对纯铝进行细化30s出现细化，40min后出现粗化（细化开始失效）110min后细化完全失效。最佳细化效果时（30s时）96%晶粒度能达到1-2级。
然后本发明的细化剂对纯铝进行细化30s出现细化，直到500min时出现粗化（细化开始失效）。最佳细化效果时（30s-160min）99%晶粒的晶粒度达到1级。
由此可见，用本发明的细化剂进行晶粒细化的晶粒度级别提高一级，晶粒细化稳定高，细化时间明显延长，延长失效时间比al—ti—b提高1倍以上。
铝熔体通过流变挤压变形机大变形后，挤出al-ti-b-sr合金线材，其中存在的tial3、tib2、al4sr等化合物在流变挤压成形下晶粒得到充分破碎，分散更加弥散。通过添加本发明制备的细化剂，铝晶粒也进一步细化，比工业上通常用的al-ti-b细化效果要好的多，同时延长了细化时间。