本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种铸造铝合金改性剂。
背景技术：
铝合金具有密度低、比强度、比刚度高等一系列优点，在航天、交通运输等领域得到了广泛应用。作为铝合金中极为重要的一类，al-si系合金流动性好、铸件致密、不易产生铸造裂纹，具有良好的抗蚀性能和中等的切削加工性能，是较理想的铸造合金,但常规的铝硅合金一般晶粒较为大，导致其力学性能不佳。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种铸造铝合金改性剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种铸造铝合金改性剂，按重量份计由以下成分制成：沸石粉1.5-1.9、钇萤石5.2-5.8、硬脂酸锌3-4、工业纯铝50-55；其制备方法包括以下步骤：
（1）将沸石粉均匀分散到硫酸溶液中，在70-75℃下，以200r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重，过筛，得到酸洗沸石粉；
（2）将钇萤石均匀分散到去离子水中，加热至沸腾，保温30-35min，然后再采用超声波处理5-8min，自然冷却至室温后，进行过滤，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，然后将钇萤石添加到电阻炉中，加热至1050-1080℃，保温40-45min，然后以5℃/s速率冷却至室温，过筛，得到预处理钇萤石；
（3）将工业纯铝加热至融化，保温搅拌30min，得到铝熔融体；
（4）将上述得到的酸洗沸石粉、预处理钇萤石添加到铝熔融体中，以200r/min转速搅拌15-20min，然后再添加硬脂酸锌，继续搅拌1小时，保温1.5小时，然后进行浇铸，自然冷却至室温，即得晶粒细化改性剂。
进一步的，所述硫酸溶液浓度为1.2mol/l。
进一步的，所述酸洗沸石粉粒度为1800目。
进一步的，所述超声波频率为60khz，功率为1200w。
进一步的，所述预处理钇萤石粒度为2000目。
进一步的，所述铸造铝合金改性剂使用时与铝合金质量比为3.5-4.2:50；所述铝合金，成分由下述重量百分比的组分组成：硅9.0-9.5%、铜5.5-5.8%、锑0.6-0.7%、镁0.3-0.4%、锰0.5-0.6%；余量为铝及含量≤0.03%的杂质。
有益效果：通过添加本发明制备的改性剂的铝合金兼具铝硅合金优良的耐磨性、耐热性和铝铜合金高强、高韧、易成形等优点，最终得到一种成形性能良好并可热处理强化的耐磨铝合金，应用领域得到极大的扩展。本发明的铝合金通过添加一定量的本发明制备的改性剂，能够显著的促进si、cu在al中的弥散性，进一步提高合金的强度及耐磨性能，同时改善了合金的塑性，并提高合金铸造时熔体的流动性。合金具有良好的热稳定性，线膨胀系数低，能适应高温工况，通过改性剂的添加，能够在铝合金内部形成了硬度较高的aly相，新相不溶于铝基体及硅中；而是在共晶硅以及铝硅相界处富集，使得硬度较低的共晶硅相得到细化；而硅晶粒弥散分布于合金内，从而使共晶铝硅合金硬度得到提高；本发明的铝硅合金抗拉强度可达522-553mpa、布氏硬度可达152-158、伸长率可达8.1-8.3%、磨损率为1.6×10-9g﹒mm-1﹒n-1。
具体实施方式
实施例1
一种铸造铝合金改性剂，按重量份计由以下成分制成：沸石粉1.5、钇萤石5.2、硬脂酸锌3、工业纯铝50；其制备方法包括以下步骤：
（1）将沸石粉均匀分散到硫酸溶液中，在70℃下，以200r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重，过筛，得到酸洗沸石粉；
（2）将钇萤石均匀分散到去离子水中，加热至沸腾，保温30min，然后再采用超声波处理5min，自然冷却至室温后，进行过滤，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，然后将钇萤石添加到电阻炉中，加热至1050℃，保温40-45min，然后以5℃/s速率冷却至室温，过筛，得到预处理钇萤石；
（3）将工业纯铝加热至融化，保温搅拌30min，得到铝熔融体；
（4）将上述得到的酸洗沸石粉、预处理钇萤石添加到铝熔融体中，以200r/min转速搅拌15-20min，然后再添加硬脂酸锌，继续搅拌1小时，保温1.5小时，然后进行浇铸，自然冷却至室温，即得晶粒细化改性剂。
进一步的，所述硫酸溶液浓度为1.2mol/l。
进一步的，所述酸洗沸石粉粒度为1800目。
进一步的，所述超声波频率为60khz，功率为1200w。
进一步的，所述预处理钇萤石粒度为2000目。
进一步的，所述铸造铝合金改性剂使用时与铝合金质量比为3.5:50。
实施例2
一种铸造铝合金改性剂，按重量份计由以下成分制成：沸石粉1.9、钇萤石5.8、硬脂酸锌4、工业纯铝55；其制备方法包括以下步骤：
（1）将沸石粉均匀分散到硫酸溶液中，在75℃下，以200r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重，过筛，得到酸洗沸石粉；
（2）将钇萤石均匀分散到去离子水中，加热至沸腾，保温35min，然后再采用超声波处理8min，自然冷却至室温后，进行过滤，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，然后将钇萤石添加到电阻炉中，加热至1080℃，保温45min，然后以5℃/s速率冷却至室温，过筛，得到预处理钇萤石；
（3）将工业纯铝加热至融化，保温搅拌30min，得到铝熔融体；
（4）将上述得到的酸洗沸石粉、预处理钇萤石添加到铝熔融体中，以200r/min转速搅拌20min，然后再添加硬脂酸锌，继续搅拌1小时，保温1.5小时，然后进行浇铸，自然冷却至室温，即得晶粒细化改性剂。
进一步的，所述硫酸溶液浓度为1.2mol/l。
进一步的，所述酸洗沸石粉粒度为1800目。
进一步的，所述超声波频率为60khz，功率为1200w。
进一步的，所述预处理钇萤石粒度为2000目。
进一步的，所述铸造铝合金改性剂使用时与铝合金质量比为4.2:50。
实施例3
一种铸造铝合金改性剂，按重量份计由以下成分制成：沸石粉1.8、钇萤石5.5、硬脂酸锌3.4、工业纯铝52；其制备方法包括以下步骤：
（1）将沸石粉均匀分散到硫酸溶液中，在72℃下，以200r/min转速搅拌2小时，然后进行过滤，采用去离子水进行清洗至中性，烘干至恒重，过筛，得到酸洗沸石粉；
（2）将钇萤石均匀分散到去离子水中，加热至沸腾，保温33min，然后再采用超声波处理5-8min，自然冷却至室温后，进行过滤，采用去离子水进行清洗，烘干至恒重，然后将钇萤石添加到电阻炉中，加热至1055℃，保温42min，然后以5℃/s速率冷却至室温，过筛，得到预处理钇萤石；
（3）将工业纯铝加热至融化，保温搅拌30min，得到铝熔融体；
（4）将上述得到的酸洗沸石粉、预处理钇萤石添加到铝熔融体中，以200r/min转速搅拌15-20min，然后再添加硬脂酸锌，继续搅拌1小时，保温1.5小时，然后进行浇铸，自然冷却至室温，即得晶粒细化改性剂。
进一步的，所述硫酸溶液浓度为1.2mol/l。
进一步的，所述酸洗沸石粉粒度为1800目。
进一步的，所述超声波频率为60khz，功率为1200w。
进一步的，所述预处理钇萤石粒度为2000目。
进一步的，所述铸造铝合金改性剂使用时与铝合金质量比为3.8:50。
对比例1：与实施例1区别仅在于不添加沸石粉。
对比例2：与实施例1区别仅在于不添加钇萤石。
对比例3：与实施例1区别仅在于不添加硬脂酸锌。
对照组：空白对照，不添加改性剂。
试验
试样铝合金成分由下述重量百分比的组分组成：硅9.5%、铜5.8%、锑0.7%、镁0.4%、锰0.6%；余量为铝及含量≤0.03%的杂质，试样质量为30g，采用布氏硬度仪测量合金的显微硬度，在试样不同位置测量四次取平均值。采用万能试验机测量合金的抗拉强度，测量三次取平均值，结果如表1所示；
表1
由表1可以看出，添加本发明制备的改性的铝合金力学性能具有明显的提高，不添加沸石粉、钇萤石、硬脂酸锌中任一成分，均会不同程度的降低铝合金的力学性能。