一种超高品质A356铝合金材质的制备方法及其在真空条件下铝熔体氧化膜的刺穿装置

【技术领域】

本发明属于金属材料加工的技术领域，特别涉及一种超高品质A356铝合金材质的制备方法及其在真空条件下铝熔体氧化膜的刺穿装置。

【背景技术】

铝合金熔体的品质对其最终铝制品的性能至关重要。采用真空熔炼工艺将A356铝合金置于真空炉内，加热至熔融并在该温度下静止一段时间，使铝熔体中的氢：①因自身含量超过溶解度；②因温度下降引起其溶解度降低，从而自发地从铝熔体中以气泡的形式析出，并上浮至液面被真空抽吸装置排出炉外。因此，该工艺在降低铝熔体中氢含量方面有一定的效用。然而，传统的铝合金真空熔炼过程中，氧化铝薄膜会将铝液以及其内部的氧化物夹杂包裹住，而铝熔体中的氢与氧化物夹杂(包含氧化铝)存在“寄生”关系，这些氧化物夹杂的存在极大降低了除氢的效率，不利于制备出超高品质的A356铝合金材质。

例1：现有技术中国专利CN110684913B一种超高强高韧铝合金的制备方法，步骤：按照组分和含量设计称取原材料；将纯Al、Al-50Cu中间合金和Al-Ni中间合金放入中频感应炉中，加热直至坩埚中金属溶化，升温至720℃～740℃时加入Zr颗粒和纯Mn片，升温至800℃～820℃，断电后采用石墨压勺压入纯Zn和纯Mg；采用精炼剂及变质剂和C2Cl6除气剂进行变质和精炼处理；扒渣静置；将熔体倾入喷射沉积设备中，打开送粉设备，将含量为5％～30％的低合金化铝合金粉末送入喷射沉积雾化锥中，喷射沉积成型坯锭；进行挤压致密化处理、效热处理。本发明工艺简单，制备的铝合金的强度和韧性都保持在较高的水平，制备工序时间短，工艺可靠，大大节省了生产成本，同时提高了生产效率，易于大规模工业化生产。

例2：中国专利CN105200287A，公开一种超高强铝合金圆铸锭的制造方法，涉及一种铝合金圆铸锭的制造方法。本发明为了解决现有的超高强铝合金圆铸锭制造方法存在铸造拉裂倾向大、熔体质量难以控制，铸锭合格率低的问题。发明内容：步骤一：按质量百分比称取高纯铝锭、Al-Zr中间合金、纯Cu、Zn锭和Mg锭作为原料；步骤二：将步骤一称取的原料采用电阻反射炉制备铝合金熔液；步骤三：将步骤二得到的铝合金熔液导入静置炉中精炼；步骤四：采用热顶半连续铸造法制备超高强铝合金圆铸锭。本发明方法可以有效控制熔体质量、制备的铸锭表面质量好，无拉裂产生；因此获得的铸锭表面质量好，无拉裂产生，并且铸锭合格率可以达到92％以上。本发明用于超高强铝合金圆铸锭的制备。

为了获得超高品质A356铝合金材质，需要设计一种装置能在真空熔炼过程中刺破氧化铝薄膜，使得新鲜的铝液流淌出来，经过致密的滤网过滤掉氧化物夹杂，并流入模具中成型，在实践中具有重大的应用意义。

【发明内容】

本发明一种真空高温铝熔体氧化膜刺穿装置设计是针对现有A356铝合金真空熔炼技术的不足，提供一种在真空高温条件下能自动刺穿铝熔体的氧化膜，使得新鲜铝液流淌出来，并经过滤网过滤掉氧化物夹杂，从而获得高品质A356铝合金材质的装置。

为解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，该方法采用真空高温炉制备，并在真空高温条件下(≤1×10

S1.制备石墨熔炼坩埚和石墨成型模具：选用纯度≥99.9％石墨块料作为原料，按照图纸，采用高精度数控加工中心将石墨块料分别铣削成石墨熔炼坩埚和石墨成型模具所需的外形轮廓尺寸；

S2.制备底板和面板：选用45#钢的板料作为原料，按照图纸，采用高精度数控加工中心分别将45#钢的板料铣削成底板和面板的部件；

S3.制备阶梯圆柱、套筒和阶梯撞杆：选用45#钢的棒料作为原料，按照图纸，采用高精度数控车床将45#号钢棒料分别车削成阶梯圆柱、套筒和阶梯撞杆的部件；

S4.装配刺穿装置：将阶梯圆柱、底板和面板分别通过底板和面板的装配孔连接成为一个整体，并将套筒通过面板的安装孔固定在面板上；随后，将阶梯撞杆与铜质薄壁圆筒一同装配进入套筒中；接着，将石墨成型模具放置在底板上方，并将目数为240#的不锈钢过滤网铺设在石墨成型模具上面，使其与石墨成型模具的型腔面贴合；将铜质堵塞安装在石墨熔炼坩埚的排泄孔，再将石墨熔炼坩埚放置在过滤网的上方，使其固定；

S5.调试刺穿装置：调整石墨成型模具以及石墨熔炼坩埚的位置，使得石墨熔炼坩埚的排泄孔与套筒处于同一轴线上；

S6.备料：依据石墨熔炼坩埚的熔池的容积大小，称量相应质量的A356铝合金原料，并将A356铝合金均匀地放置在石墨熔炼坩埚的熔池中；随后，将刺穿装置连同石墨熔炼坩埚、石墨成型模具、过滤网、A356铝合金一同放入真空炉的载物台；

S7.设定程序：设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段进行熔炼；

S8.第一次提纯熔炼A356铝合金：启动机械泵、罗茨泵和扩散泵，当真空炉内部的真空度≤1×10

S9.重新调试刺穿装置：用目数为500#的不锈钢过滤网更换原目数为240#的不锈钢过滤网，并使该500#过滤网与石墨成型模具的型腔面贴合；重新在石墨熔炼坩埚的排泄孔处安装铜质堵塞，并重新将阶梯撞杆与铜质薄壁圆筒装配进入套筒中；再次调整石墨成型模具以及石墨熔炼坩埚的位置，使得石墨熔炼坩埚的排泄孔与套筒处于同一轴线上；依据石墨熔炼坩埚的熔池的容积，称量相应质量的提纯的A356铝合金，并将称量后的A356铝合金均匀地放置在熔池中，随后，将刺穿装置连同石墨熔炼坩埚、石墨成型模具、过滤网(500#)以及提纯后的A356铝合金再次放入真空炉的载物台；其中，选择提纯后的A356铝合金作为原料的目的是：因为该提纯后的A356铝合金中大颗粒夹杂已经被上道工序去除，因此在第二次熔炼时，更利于铝熔体穿过细密的500#过滤网；

S10.第二次提纯熔炼A356铝合金：依据步骤S7的设定程序，再次启动机械泵、罗茨泵和扩散泵，当真空炉内部的真空度≤1×10

进一步说明，步骤S7、S10中，所述五个阶段分别如下：

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min，目的是让真空炉内逐渐形成均匀稳定的热场；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min，目的是让A356铝合金在均匀稳定的热场中充分熔融；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为5-15℃/min，保温30-60min，目的是提高A356铝合金的流动性，并利用高真空条件下，使氢从铝液中充分析出；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min；

选择加热至1183℃的目的是：①利用1183℃大于铜的熔点1083℃，确保铜质薄壁圆筒以及铜质堵塞在该温度时发生熔融；②还利用1183℃小于1300℃，避免铝液与石墨发生化学反应，而生成Al

选择保温30min的目的是：①使铜质薄壁圆筒以及铜质堵塞充分熔化；②利用高真空条件下，使氢进一步从铝液中析出；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为20-25℃/min。利用氢在铝液中因溶解度下降，使得氢更进一步的从铝液析出。

进一步说明，步骤S5和S6中，所述刺穿装置具体是高温铝熔体氧化膜的刺穿装置，采用真空高温炉；所述该装置包括石墨成型模具、石墨熔炼坩埚、过滤网、底板、阶梯圆柱、面板、套筒、阶梯撞杆、铜质薄壁圆筒和铜质堵塞；所述石墨成型模具包括第一型腔和第二型腔；所述石墨熔炼坩埚包括熔池和排泄孔；

所述过滤网为不锈钢材质，其网孔目数分别为240#和500#；所述底板包括装配孔；所述阶梯圆柱包括上装配部和下装配部，所述面板包括装配孔和套筒安装孔；所述套筒包括安装部、阶梯孔和阶梯孔；所述阶梯撞包括撞针、撞杆和导引杆；所述过滤网为不锈钢材质，其网孔目数分别为240#和500#。所述底板包括装配孔；所述阶梯圆柱包括上装配部和下装配部，所述面板包括装配孔和套筒安装孔；所述套筒括安装部、阶梯孔和阶梯孔；所述阶梯撞杆包括撞针、撞杆和导引杆。

所述底板和面板分别通过装配孔、装配孔与阶梯圆柱的上装配部和下装配部连接成为一个整体；

所述面板通过套筒安装孔与套筒的安装部连接为一体；

所述阶梯撞杆与铜质薄壁圆筒一同装配进入套筒；

所述铜质薄壁圆筒安装在套筒的阶梯孔的上方，以及阶梯撞杆的和导引杆的下部，实现通过铜质薄壁圆筒，阶梯撞杆悬置在套筒内部；

所述石墨成型模具放置在底板上方，过滤网铺设在石墨成型模具上面，并与型腔的型面贴合；

所述石墨熔炼坩埚放置在过滤网上方，使其固定；

所述铜质薄壁圆筒的长度大于阶梯撞杆的撞针至石墨熔炼坩埚的排泄孔的距离。

进一步说明，所述石墨熔炼坩埚的排泄孔的大端直径为8mm，小端直径为5mm；所述铜质堵塞为薄壁结构，其与石墨熔炼坩埚的排泄孔是装配关系。

进一步说明，所述底板的装配孔、面板的装配孔分别与阶梯圆柱的上装配部和下装配部是过盈配合关系；所述面板的套筒安装孔与套筒的安装部也是过盈配合关系；所述所述阶梯撞杆的和导引杆与套筒的阶梯孔是间隙配合关系；所述铜质薄壁圆筒与套筒的阶梯孔也是间隙配合关系。

进一步说明，所述石墨熔炼坩埚的熔池的容积小于石墨成型模具的第一型腔的容积与第二型腔的容积之和，其目的是避免过量的铝液溢出到高温真空炉的工作台面上；安装后调整所述石墨成型模具以及石墨熔炼坩埚的位置，使得石墨熔炼坩埚的排泄孔与套筒处于同一轴线上。

进一步说明，所述铜质薄壁圆筒的长度为H，阶梯撞杆的撞针至石墨熔炼坩埚的排泄孔的距离为h，H≥h+15mm；，其目的是确保阶梯撞杆坠落后能充分刺穿铝液外表面的氧化膜。

进一步说明，所述撞针的头部呈圆锥形，其尾部直径为2mm，撞杆直径为6mm。

与现有技术相比较，本申请的优点是：

本发明针对传统的铝合金真空熔炼法除氢、除夹杂效果差的缺陷；提供的一种超高品质A356铝合金材质制备的方法，其特征在于具体包括如下步骤：制备石墨熔炼坩埚和石墨成型模具；制备底板和面板；制备阶梯圆柱、套筒和阶梯撞杆；装配刺穿装置；调试刺穿装置；备料；设定程序；第一次提纯熔炼A356铝合金；重新调试刺穿装置；第二次提纯熔炼A356铝合金。所获得的A356铝合金组织致密，无针孔等缺陷，如图15所示；其内部夹杂物含量≤0.1％，且夹杂物尺寸≤10μm，如图16所示。将制备的铝合金制备成直径10mm，长度300mmm的棒料。接着，再将该棒料加工成圆柱测试样，并控制圆柱测试样的质量在3-4g之间。随后，用2000#砂纸打磨光洁圆柱测试样表面，并用丙酮清洗干净，图17。最后，依据国家标准GB/T 20975.30-2019，采用氢测定仪(型号：LECO-RHEN602，图18)设备对圆柱测试样进行氢含量测试，检测结果显示氢含量≤0.10cm

本申请还提供了一种在真空条件下铝熔体氧化膜的刺穿装置，该铝熔体氧化膜刺穿装置采用真空炉，包括：石墨成型模具、石墨熔炼坩埚、过滤网、底板、阶梯圆柱、面板、套筒、阶梯撞杆、铜质薄壁圆筒和铜质堵塞，具有操作简便、成本低、可靠性高以及可反复使用的优点。

【附图说明】

图1为本发明石墨成型模具的结构示意图。

图2为本发明石墨熔炼坩埚的结构示意图。

图3为本发明的过滤网结构示意图。

图4为本发明底板结构示意图。

图5为本发明阶梯圆柱结构示意图。

图6为本发明面板结构示意图。

图7为本发明套筒结构示意图。

图8为本发明阶梯撞针结构示意图。

图9为本发明铜质薄壁圆筒结构示意图。

图10为本发明铜质堵塞结构示意图。

图11为本发明铜质薄壁圆筒、阶梯撞针及套筒的装配图。

图12为本发明铜质堵塞和石墨熔炼坩埚的装配图。

图13为本发明真空高温铝熔体氧化膜刺穿装置的装配图。

图14为本发明实物装配图。

图15为本发明精炼后获得的A356铝材金相组织的低倍率(50×)宏观图像图。

图16为本发明精炼后获得的A356铝材金相组织的高倍率(1000×)微观图像图。

图17为本发明制备的圆柱测试样品图。

图18为本发明采用的氢测定仪(型号：LECO-RHEN602)设备图。

图19为本发明圆柱测试样的氢含量测试结果图。

图20为本发明制备的铝合金样品内部剖面(右边)与传统真空法制备的铝合金样品内部剖面(左边)对比图。

附图标记：1石墨成型模具，10第一型腔，11第二型腔；2石墨熔炼坩埚，23熔池，24排泄孔；3过滤网；4底板，12装配孔；5阶梯圆柱，13上装配部，14下装配部；6面板，15装配孔，16套筒安装孔；7套筒，17安装部，18阶梯孔，19阶梯孔；8阶梯撞杆，20撞针，21撞杆，22导引杆；9铜质薄壁圆筒；27铜质堵塞。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，该方法采用真空高温炉制备，并在真空高温条件下(≤1×10

步骤一：制备石墨熔炼坩埚和石墨成型模具

选用高纯(≥99.9％)石墨块料作为原料，按照图纸，采用高精度数控加工中心将石墨块料分别铣削成石墨熔炼坩埚和石墨成型模具所需的外形轮廓尺寸；

步骤二：制备底板和面板

选用45#钢的板料作为原料，按照图纸，采用高精度数控加工中心分别将45#钢的板料铣削成底板和面板的部件；

步骤三：制备阶梯圆柱、套筒和阶梯撞杆

选用45#钢的棒料作为原料，按照图纸，采用高精度数控车床将45#号钢棒料分别车削成阶梯圆柱、套筒和阶梯撞杆的部件；

步骤四：装配刺穿装置

将阶梯圆柱、底板和面板分别通过底板和面板的装配孔连接成为一个整体，并将套筒通过面板的安装孔固定在面板上；随后，将阶梯撞杆与铜质薄壁圆筒一同装配进入套筒中；接着，将石墨成型模具放置在底板上方，并将目数为240#的不锈钢过滤网铺设在石墨成型模具上面，使其与石墨成型模具的型腔面贴合；将铜质堵塞安装在石墨熔炼坩埚的排泄孔，再将石墨熔炼坩埚放置在过滤网的上方，使其固定；

步骤五：调试刺穿装置

调整石墨成型模具以及石墨熔炼坩埚的位置，使得石墨熔炼坩埚的排泄孔与套筒处于同一轴线上；

步骤六：备料

依据石墨熔炼坩埚的熔池的容积大小，称量相应质量的A356铝合金原料，并将A356铝合金均匀地放置在石墨熔炼坩埚的熔池中；随后，将刺穿装置连同石墨熔炼坩埚、石墨成型模具、过滤网、A356铝合金一同放入真空炉的载物台；

步骤七：设定程序

设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段：

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min，目的是让真空炉内逐渐形成均匀稳定的热场；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min，目的是让A356铝合金在均匀稳定的热场中充分熔融；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为5-15℃/min，保温30-60min，目的是提高A356铝合金的流动性，并利用高真空条件下，使氢从铝液中充分析出；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为5-15℃/min，保温30min；

选择加热至1183℃的目的是：①利用1183℃大于铜的熔点1083℃，确保铜质薄壁圆筒以及铜质堵塞在该温度时发生熔融；②还利用1183℃小于1300℃，避免铝液与石墨发生化学反应，而生成Al

选择保温30min的目的是：①使铜质薄壁圆筒以及铜质堵塞充分熔化；②利用高真空条件下，使氢进一步从铝液中析出；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为20-25℃/min；利用氢在铝液中因溶解度下降，使得氢更进一步的从铝液析出；

步骤八：第一次提纯熔炼A356铝合金

启动机械泵、罗茨泵和扩散泵，当真空炉内部的真空度≤1×10

步骤九：重新调试刺穿装置

用目数为500#的不锈钢过滤网更换原目数为240#的不锈钢过滤网，并使该500#过滤网与石墨成型模具的型腔面贴合；重新在石墨熔炼坩埚的排泄孔处安装铜质堵塞，并重新将阶梯撞杆与铜质薄壁圆筒装配进入套筒中；再次调整石墨成型模具以及石墨熔炼坩埚的位置，使得石墨熔炼坩埚的排泄孔与套筒处于同一轴线上；依据石墨熔炼坩埚的熔池的容积，称量相应质量的提纯的A356铝合金，并将称量后的A356铝合金均匀地放置在熔池中，随后，将刺穿装置连同石墨熔炼坩埚、石墨成型模具、过滤网(500#)以及提纯后的A356铝合金再次放入真空炉的载物台；其中，选择提纯后的A356铝合金作为原料的目的是：因为该提纯后的A356铝合金中大颗粒夹杂已经被上道工序去除，因此在第二次熔炼时，更利于铝熔体穿过细密的500#过滤网；

步骤十：第二次提纯熔炼A356铝合金

依据步骤七的设定程序，再次启动机械泵、罗茨泵和扩散泵，当真空炉内部的真空度≤1×10

请参见图1-14，刺穿装置，本装置采用真空高温炉，包括铝熔体氧化膜刺穿装置，该铝熔体氧化膜刺穿装置包括：石墨成型模具(1)、石墨熔炼坩埚(2)、过滤网(3)、底板(4)、阶梯圆柱(5)、面板(6)、套筒(7)、阶梯撞杆(8)、铜质薄壁圆筒(9)和铜质堵塞(27)。所述石墨成型模具(1)包括第一型腔(10)和第二型腔(11)。所述石墨熔炼坩埚(2)包括熔池(23)和排泄孔(24)。所述石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)的大端直径为8mm，小端直径为5mm。所述铜质堵塞(27)为薄壁结构，其与石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)是装配关系。

所述过滤网(3)为不锈钢材质，其网孔目数分别为240#和500#。所述底板(4)包括装配孔(12)。所述阶梯圆柱(5)包括上装配部(13)和下装配部(14)，所述面板(6)包括装配孔(15)和套筒安装孔(16)。所述套筒(7)包括安装部(17)、阶梯孔(18)和阶梯孔(19)。所述阶梯撞杆(8)包括撞针(20)、撞杆(21)和导引杆(22)。

零件结构及装配关系如下：

底板(4)和面板(6)分别通过装配孔(12)、装配孔(15)与阶梯圆柱(5)的上装配部(13)和下装配部(14)连接成为一个整体。其中，底板(4)的装配孔(12)、面板(6)的装配孔(15)分别与阶梯圆柱(5)的上装配部(13)和下装配部(14)是过盈配合。

面板(6)通过套筒安装孔(16)与套筒(7)的安装部(17)连接为一体。其中，面板(6)的套筒安装孔(16)与套筒(7)的安装部(17)也是过盈配合。

阶梯撞杆(8)与铜质薄壁圆筒(9)一同装配进入套筒(7)，其中，撞针(20)的头部呈圆锥形，其尾部直径为2mm，撞杆(21)直径为6mm。阶梯撞杆(8)的和导引杆(22)与套筒(7)的阶梯孔(19)是间隙配合关系。铜质薄壁圆筒(9)与套筒(7)的阶梯孔(19)也是间隙配合关系。铜质薄壁圆筒(9)安装在套筒(7)的阶梯孔(18)的上方，以及阶梯撞杆(8)的和导引杆(22)的下部。这样通过铜质薄壁圆筒(9)，阶梯撞杆(8)被悬置在套筒(7)内部。

石墨成型模具(1)放置在底板(4)上方，过滤网(3)铺设在石墨成型模具(1)上面，并与第一型腔(10)的型面贴合。石墨熔炼坩埚(2)放置在过滤网(3)上方，使其固定。其中，石墨熔炼坩埚(2)的熔池(23)的容积小于石墨成型模具(1)的第一型腔(10)的容积与第二型腔(11)的容积之和，其目的是避免过量的铝液溢出到高温真空炉的工作台面上。调整石墨成型模具(1)以及石墨熔炼坩埚(2)的位置，使得石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)与套筒(7)处于同一轴线上。其中，铜质薄壁圆筒(9)的长度为H，阶梯撞杆(8)的撞针(20)至石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)的距离为h，H≥h+15mm，其目的是确保阶梯撞杆(8)坠落后能充分刺穿铝液外表面的氧化膜。

该装置的工作原理为：随着真空炉温度升高至660℃，放置在石墨熔炼坩埚(2)上的A356铝合金开始熔融软化，随即熔融软化的A356铝合金铺满在石墨熔炼坩埚(2)的熔池(23)。由于石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)被铜质堵塞(27)堵塞，避免了铝合金在软化熔融过程中，以流涎的形式从排泄孔(24)流出(由于该流涎形式的外表面依然被氧化铝膜包裹，使得流至过滤网(3)上的铝熔体与过滤网(3)不润湿，从而导致铝熔体不能穿过过滤网(3)，而不能实现过滤的功能)。此外，铝液外部的氧化膜隔离了与铜质堵塞(27)的接触，使得在加热过程中铜质堵塞(27)不会固溶进入铝液。因此，被氧化膜包裹住的铝液不能从排泄孔(24)流出。随着，真空炉温度进一步升高至1180℃，铜质堵塞(27)熔融，并向下流至过滤网(3)，为铝液向下面的过滤网(3)流动创造了条件。同时，铜质薄壁圆筒(9)熔融，并顺着套筒(7)的阶梯孔(18)向下流置熔池(23)。由于A356铝合金含有Cu元素，因此，少量的铜质薄壁圆筒(9)对A356铝合金的成分不会产生较大的影响。同时，由于失去铜质薄壁圆筒(9)的支撑，阶梯撞杆(8)在重力作用下向下跌落，并刺入熔池(23)的铝液中。又由于阶梯撞杆(8)跌落的距离H大于阶梯撞杆(8)的撞针(20)至石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)的距离h，于是阶梯撞杆(8)的撞针(20)从石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)伸出，起到刺穿铝液氧化膜的作用，使新鲜铝液流淌出来，落到过滤网(3)上。由于撞杆(21)直径为6mm，小于石墨熔炼坩埚(2)的排泄孔(24)的大端直径8mm，因而下落的阶梯撞杆(8)不会堵塞铝液的流动。

期间，致密的过滤网(3)将铝液中大粒径的夹杂(粒径大于60μm，以及粒径大于38μm)挡住，并让纯净的铝液通过，由于过滤网(3)与第一型腔(10)的型面贴合，能对大量落下的铝液起到缓冲承接作用，避免了铝液溢出石墨成型模具(1)外部。随着，夹杂的去除，在真空下铝液得到了最大程度的净化。

实施例2：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同点是：

S8.设定程序：设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段；

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为8℃/min，保温30min；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为8℃/min，保温30min；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为8℃/min，保温60min；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为8℃/min，保温30min；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为21℃/min。

刺穿装置的结构设计与实施例1同。

实施例3：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同点是：

S8.设定程序：设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段；

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为10℃/min，保温30min；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为10℃/min，保温30min；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为10℃/min，保温55min；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为10℃/min，保温30min；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为22℃/min。。

刺穿装置的结构设计与实施例1同。

实施例4：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同点是：

S8.设定程序：设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段；

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为12℃/min，保温30min；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为12℃/min，保温30min；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为12℃/min，保温50min；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为12℃/min，保温30min；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为23℃/min。。

刺穿装置的结构设计与实施例1同。

实施例5：

一种超高品质A356铝合金材质的制备方法，基本步骤与实施例1相同，不同点是：

S8.设定程序：设置A356铝合金熔炼的加热程序为五个阶段；

⑴第1阶段从室温加热至300℃，升温速率为15℃/min，保温30min；

⑵第2阶段从300℃加热至660℃，升温速率为15℃/min，保温30min；

⑶第3阶段从660℃加热至750℃，升温速率为15℃/min，保温40min；

⑷第4阶段从750℃加热至1183℃，升温速率为15℃/min，保温30min；

⑸第5阶段从1183℃快速降温至室温，降温速率为25℃/min。

刺穿装置的结构设计与实施例1同。

对比例：

传统的铝合金真空精炼法通过为高温铝熔体提供了真空条件，基于降低氢分压使其溶解度降低，从达到除氢的目的。由于未采取有效手段破除铝熔体表面的氧化膜，并对铝溶体中夹杂物进行充分地过滤净化处理，导致夹杂物含量偏高。铝熔体中氢的析出本身需要一个较长的过程，大量夹杂物的存在，为氢附着在其表面提供了“锚点”，导致除氢效果不理想，铸件内部存在很多针孔。而采用本发明后，铝合金铸件内部已经看不到宏观的针孔缺陷(见图20)。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。