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　　2.铝合金具有流动性好、无热裂倾向、线收缩小、比重小以及耐蚀性好等优良性能，使得其广泛应用于汽车、航空、建筑、交通及电力等工业领域。随着铝合金在高新技术领域的应用日益增多，对铝合金的组织和性能的要求也越来越高，如何获得最佳的铸态组织是控制变形组织及其性能的基础，也是关键步骤之一。晶粒尺寸和形态是铸态组织的重要特征，细小均匀的等轴晶是人们所希望看到的，想要获得这种组织，采取必要的晶粒细化手段必不可少。

　　3.目前，工业生产中通过向铝合金中添加铝合金晶粒细化剂细化晶粒，常用的铝合金晶粒细化剂为al-ti-b、al-ti-c及al-ti-b-c等，但是细化性能有限在成本有限的情况下，无法满足更高性能要求的铸件质量。

　　4.另一方面，铝及铝合金中难免有一定量的杂质铁，这首先来源于原材料，其次是因熔炼和铸造过程中使用的坩埚等熔炼工具和铸型等多是铁质的，使铁带入到铝液中。例如，在铝硅镁合金中主要以铝硅铁金属间化合物形式存在,常见的有α-fe相和β-fe相两种，α-fe相的组织形貌为汉字状或骨骼状等，β-铁相为针状(立体为片状)。研究表明，针状、片状形式存在的铁相，对合金力学性能有害，以汉字状(骨骼状)形式存在时其有害作用不明显。通常情况下，铁相更易以针状、片状铁相的形式出现，从而影响铝合金的力学性能。

　　5.目前，常用的铝合金细化剂对铝合金质量有较高要求，添加细化剂仅能起到细化晶粒的作用，对铝合金中杂质fe的作用几乎没有，对铝合金性能提升有限。再者就是现有铝合金添加剂要么成本较高难以广泛应用，要么使用步骤和过程复杂，限制了其在生产上的应用。

　　7.本技术第一个方面为提供一种铝合金添加剂，其成分按照质量百分含量计包括：tib25％-25％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。

　　8.可选的，在本技术一些实施例中，所述tib25％-12％，所述tib2与所述mn的质量比为1:(1.4-1.6)。

　　9.可选的，在本技术一些实施例中，所述tib220％-24％，所述tib2与所述mn的质量比为(1.23-1.25)：1。

　　10.可选的，在本技术一些实施例中，所述tib25％，所述tib2与所述mn的质量比为1：(3.5-4)。

　　14.对捞渣处理后的合金熔体依次进行搅拌和浇铸处理，得到具有如下合金成分的铝合金添加剂，以质量百分含量计，tib25％-25％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。

　　15.可选的，在本技术一些实施例中，所述tib2/al复合材料中tib2的质量百分比为20％-30％。

　　16.可选的，在本技术一些实施例中，所述tib2/al复合材料的粒度直径为100nm-2.0μm。

　　18.可选的，在本技术一些实施例中，铝合金添加剂的制备方法还包括：在所述加热之前：将tib2/al复合材料、纯mn和纯al进行烘干处理。

　　19.可选的，在本技术一些实施例中，所述除杂包括：向所述合金熔体中加入打渣剂，所述打渣剂的成分包括：氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠和萤石。

　　20.可选的，在本技术一些实施例中，所述精炼包括：向除杂后的合金熔体中通入惰性气体，其中，转速为300转/分钟-700转/分钟，精炼的时间为18分钟-22分钟。

　　22.本技术第四个方面为提供一种铝合金，其含有上述的铝合金添加剂，所述铝合金添加剂的质量百分比为1％-2％。

　　24.本技术，首次将晶种材料tib2颗粒、mn元素和al元素组合形成用以细化、强化铝合金铸态组织的添加剂，在铝合金的熔炼过程中该添加剂可直接添加于铝液中，针对不同铝合金体系，调整tib2与mn的质量比，实现“合金化-细化-强化”一次添加，改善了现有添加剂的添加过程复杂的问题。晶种材料tib2在凝固过程中可以作为异质形核核心有效细化α-al晶粒，同时亚微米级的tib2颗粒弥散分布在al基体中，可以起到弥散强化作用以提高铝合金的强度；mn元素可以改善铝合金中影响力学性能fe相形貌，消除杂质fe在铸造铝合金中的有害作用。

　　25.本技术的添加剂，作为铝硅镁合金的熔炼添加剂时，使铸态al7simg铝合金晶硅形态由粗大的片状或针状转变为细小的球状或棒状，同时细化了α-al晶粒尺寸，有效地细化、强化了al7simg铝合金铸态组织，并且改善al7simg铝合金中fe形貌，提高al7simg铝合金的使用性能，扩展其应用范围。

　　26.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

　　31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有实施例，都属于本技术保护的范围。此外，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技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”通常是指装置实际使用或工作状态下的上、下、左和右，具体为附图中的图面方向。

　　32.本技术提供一种铝合金添加剂及其制备方法和应用，以下分别进行详细说明。需要说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对本技术实施例优选顺序的限定。且在以下实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见实施例的相关描述。

　　33.本技术的实施例提供一种铝合金添加剂，其成分按照质量百分含量计包括：tib25％-25％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。

　　34.需要说明的是，铁是铸造铝合金中最常见的一种杂质，减少铁元素在铝合金中的含量是铝及铝合金回收利用以及铝及铝合金的常规生成中需要解决的问题。在铝硅镁合金中主要以铝硅铁金属间化合物形式存在,常见的有α-fe相和β-fe相两种，α-fe相的组织形貌为汉字状或骨骼状等，α-fe相以汉字状或骨骼状以及其他形态存在，对基体的有害作用不是很明显；而β-铁相为呈粗大针状(立体为片状)，形变不均匀，从而导致铁相与金属基体交界处存在比较高的应力集中，使得合金的力学性能明显降低，因此，减少这种针状铁相非常重要。本技术的添加剂的mn元素能大大减少β-fe相的数量和尺寸，甚至于使β-fe相完全消失，改变了铁相在铝合金中形式，避免针状或片状铁相的生成，使铁相尽可能的以α-fe相存在，从而改善铝合金中影响力学性能fe相形貌，以此来减小β-fe相对基体的割裂作用，消除杂质fe在铸造铝合金中的有害作用。

　　35.添加剂的晶种材料tib2颗粒为六方晶体结构，tib2的平面点阵面和α-al的平面点阵面错配度小于15％，从晶格匹配角度来看，tib2是α-al潜在的形核基底，在凝固过程中可以作为异质形核核心有效细化晶粒，有助于获得更为细小的凝固组织，从而消除缺陷，提高力学性能；同时亚微米级的tib2颗粒弥散分布在al基体中，可以起到弥散强化作用提高合金的强度。

　　36.进一步需要说明的是，在一些实施例中，针对不同铝合金体系，调整tib2与mn的质量比，实现“合金化-细化-强化”一次添加。

　　37.在一些实施例中，提供含有以下合金成分的铝合金添加剂，tib25％-12％，mn 14％-20％，tib2与mn的质量比为1:(1.4-1.6)。将铝合金添加剂添加至铝硅镁合金，有利于提高铝硅镁合金的抗拉强度、屈服强度及延伸率，可用于制备高强韧的铝硅镁合金。在一具体示例中，在zl101a及zl114a中应用此铝合金添加剂，优选地为tib2与mn的质量比值为10/16即al16mn10tib2。在此合金体系中，mn的添加量为合金质量0.16wt％效果最佳。

　　38.在另一些实施例中，提供含有以下合金成分的铝合金添加剂，按照质量百分含量计包括：tib220％-24％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。tib2与mn的质量比为(1.23-1.25)：1。将铝合金添加剂添加至铝硅镁合金中，有利于提高铝硅镁合金的抗拉强度、屈服强度，但随着tib2颗粒的提升，延伸率略有下降，可用于制备高强高屈服的铝硅镁合金。在一具体示例中，可制备tib2与mn质量比值为20/16的添加剂，即al16mn20tib2。添加这种添加剂至zl101a及zl114a中，zl101a、zl114a铝合金的抗拉强度及屈服强度会增加，延伸率有所下降，但延伸率下降很少，另外增加tib2颗粒，会提高添加的成本，从使用效果考虑，添加al16mn20tib2具有更高的强度同时保持良好的韧性，但其使用成本较高。

　　39.在其他一些实施例中，提供含有以下合金成分的铝合金添加剂，按照质量百分含量计包括：tib25％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。tib2与mn的质量比为1：(3.5-4)。将铝合金添加剂添加至含锰合金中(mn含量范围0.3-0.1％)，有利于使含锰合金的mn含量达标，tib2颗粒细化、强化铸态组织，有利于提高含锰合金的强度。在一具体实施例中，提高mn的含量，降低tib2含量，如al20mn5tib2，这种添加剂适合添加至铝合金中mn含量为0.4wt％左右的铝合金中，如zl205a，添加此添加剂后，zl205a中mn含量达标，且在zl205a铝合金中匹配了0.1wt％tib2颗粒，可以使zl205a具有更优异的力学性能。

　　41.s1,向熔炉中依次加入tib2/al复合材料、纯mn和铝锭加热至900℃-1100℃全部熔化，待所有原料溶清后保温静置，得到合金熔体。

　　42.需要说明的是，加热温度为900℃-1100℃，降低熔体粘度，从而提高mn及tib2的扩散速度，配合快速冷却，有利于使铝合金添加剂组织成分分布更均匀。

　　43.在一些实施例中，静置的时间为55分钟-65分钟，有利于tib2更均匀地分散于铝熔体中，避免tib2发生团聚和沉降现象。在另一些实施例中，在进行s1步骤之前还可以包括：先将所有的原料进行烘干处理。以及按照设计的铝合金添加剂的成分进行计算配料。

　　45.需要说明的是，s2步骤中的除杂处理具体为：向合金熔体内加打渣剂进行除杂。通过加入打渣剂使合金熔化过程产生的浮渣疏松，容易清理扒出，以及清除杂质。打渣剂可以采用常规铝合金打渣剂成分。例如，可以采用由以下成分组成的打渣剂，其成分包括：氯化钠、氯化钾、氟硅酸钠和萤石。

　　46.s2步骤中的精炼处理可以采用常规的除气旋转精炼，起到净化铝液的作用。例如，采用除气精炼，向合金熔体中通入惰性气体进行除气精炼。在一具体示例中，使用旋转喷吹装置向合金熔体中通入氩气，其中，转速为300转/分钟-700转/分钟，精炼的时间为18分钟-22分钟。

　　47.精炼处理结束后，对合金熔体进行捞渣处理。具体为，将合金熔体表面的漂浮物捞除，进一步净化了合金熔体。

　　48.s3，对捞渣处理后的合金熔体依次进行搅拌和浇铸处理，得到具有如下合金成分的铝合金添加剂，以质量百分含量计，tib25％-25％，mn 14％-20％，杂质≤1％，其余为al。本步骤中，将合金熔体搅拌均匀，有利于使tib2均匀地分散于熔体中，提高了添加剂的细化效果。在一具体示例中，浇铸处理具体。