本發明屬于鋁合金晶粒細化，尤其涉及一種稀土改性al-ti-c-b細化劑及其應用。
背景技術：
1、鋁合金是現代工業應用廣泛的輕質金屬材料，其力學、加工性能和表面質量很大程度上取決于晶粒尺寸。晶粒細化是提升鋁合金綜合性能的關鍵，可提高材料強度、韌性等，減少鑄造缺陷。所以，開發高效穩定的晶粒細化劑對鋁合金發展意義重大。
2、自20世紀40年代以來，al-ti-b中間合金因其優異的晶粒細化效果而成為工業應用最廣泛的鋁合金細化劑。然而，隨著鋁合金應用領域的不斷拓展，傳統al-ti-b細化劑的“中毒”現象嚴重限制其應用范圍。例如，在含si量較高的鑄造鋁合金中，si原子極易在tib2表面吸附，形成毒化層，阻礙tib2的形核作用，導致細化效果顯著下降甚至完全失效，這一現象被稱為“si中毒”。同樣，在含zr和/或cr和/或mn元素的高強鋁合金中，這些元素會與tib2反應生成(zr,?ti)b2、(cr,?ti)b2等高熔點化合物，使tib2喪失形核活性，造成細化效果徹底喪失。這使得傳統al-ti-b細化劑無法滿足高性能鋁合金的細化需求。
3、因此，開發一種細化效果和抗中毒性能良好的鋁合金晶粒細化劑，對于推動鋁合金材料技術的進步和工業應用具有重要的現實意義。
技術實現思路
1、鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種稀土改性al-ti-c-b細化劑及其應用，用以解決傳統al-ti-b細化劑在含si量較高的鑄造鋁合金中以及含zr和/或cr和/或mn元素的高強鋁合金中易發生“中毒”現象，導致細化效果顯著下降甚至失效的問題。
2、本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：
3、本發明提供了一種稀土改性al-ti-c-b細化劑，其組分按質量百分比計包括：ti：3.0-6.0wt%，c：0.01-0.5wt%，b：0.2-1.2wt%，ce和/或la：0.05-1.5wt%，余量為al；
4、稀土改性al-ti-c-b細化劑的合金形核質點相包括tial3相、tib2相、tic相和ti2al20re相中的一種或多種，基體相為α-al相。
5、在一種可能的設計中，稀土改性al-ti-c-b細化劑的組分按質量百分比計包括：ti：3.2～5.5wt%，c：0.05～0.3wt%，b：0.5～1.1wt%，ce和/或la：0.05～1.5wt%，余量為al。
6、在一種可能的設計中，稀土改性al-ti-c-b細化劑的組分按質量百分比計包括：ti：3.5～5.0wt%，c：0.1～0.15wt%，b：0.8～1.0wt%，ce和/或la：0.5～1.0wt%。
7、在一種可能的設計中，tial3相的尺寸小于等于20μm；tib2相的尺寸小于等于1.5μm。
8、在一種可能的設計中，tic相的尺寸小于等于1μm；ti2al20re相的尺寸小于等于10μm。
9、在一種可能的設計中，tial3相的尺寸小于等于10μm；tib2相的尺寸小于等于0.5μm。
10、在一種可能的設計中，tic相的尺寸小于等于0.5μm；ti2al20re相的尺寸小于等于5μm。
11、在一種可能的設計中，稀土改性al-ti-c-b細化劑能夠將純鋁晶粒尺寸細化至≤80μm。
12、本發明還提供了一種稀土改性al-ti-c-b細化劑的制備方法，用于制備上述的稀土改性al-ti-c-b細化劑；
13、步驟1、將稀土氧化物加入到鹽溶劑熔體中，攪拌制成液固混合物，冷卻，得到前驅體；
14、步驟2、制備疏松石墨轉子；
15、步驟3、疏松石墨轉子al-ti-c-b合金溶液制備；
16、制備鋁熔體，向鋁熔體中加入氟鈦酸鉀和氟硼酸鉀并采用疏松石墨轉子攪拌，加入前驅體，繼續攪拌至反應完全，除去鹽溶劑熔體，得到al-ti-c-b合金溶液；
17、步驟4、利用al-ti-c-b合金溶液制備稀土改性al-ti-c-b細化劑。
18、本發明還提供了一種稀土改性al-ti-c-b細化劑的應用，采用上述的稀土改性al-ti-c-b細化劑；
19、或者，采用上述的稀土改性al-ti-c-b細化劑的制備方法制備得到的稀土改性al-ti-c-b細化劑；
20、稀土改性al-ti-c-b細化劑能夠應用于含高si鑄造鋁合金中；
21、稀土改性al-ti-c-b細化劑能夠應用于含zr和/或cr和/或mn的高強鋁合金中；
22、稀土改性al-ti-c-b細化劑能夠應用于再生鋁合金中。
23、與現有技術相比，本發明至少可實現如下有益效果之一：
24、（1）本發明通過稀土改性實現tic/tib2雙相粒子的原位合成與納米級分散，并構建ti2al20re相包覆tib2的獨特微觀結構，從而系統性地解決了傳統細化劑在抗中毒性和應用范圍方面的不足。具體而言，稀土元素（ce和/或la）的引入，一方面促進了tic相的形核與細化，使其尺寸控制在1μm，tic相本身對si、zr、cr元素具有較強的抗吸附能力，不易發生中毒；另一方面，稀土元素與al、ti結合形成的ti2al20re相，能夠優先吸附在tib2相表面，形成一層有效的物理屏障，阻止了si原子或zr和cr原子在tib2表面的吸附和毒化反應，從而保護了tib2相的形核活性。這種協同作用使得本發明的稀土改性al-ti-c-b細化劑在保持對純鋁優異細化效果（晶粒尺寸≤80μm）的同時，顯著提升了其在含高si鑄造鋁合金和含zr和/或cr和/或mn高強鋁合金中的抗中毒性能，拓展了細化劑的應用范圍。
25、（2）本發明通過優化ti、c、b以及稀土元素的含量，以及對各形核質點相（tial3、tib2、tic、ti2al20re）尺寸的精確控制（如tib2相尺寸≤1.5μm；tic相尺寸≤1μm），確保了細化劑具有高效的形核能力和良好的分散性。
26、（3）在應用方面，本發明的稀土改性al-ti-c-b細化劑不僅能夠有效解決高si鑄造鋁合金的“si中毒”問題和高強鋁合金中zr和/或cr和/或mn的中毒問題，而且在再生鋁領域也具有重要應用價值。由于再生鋁中往往含有較高的雜質元素（如si），傳統細化劑效果不佳，而本發明的細化劑憑借其高細化效果和抗中毒效果，能夠顯著提高再生鋁的細化質量，同時降低細化劑的添加量，從而降低生產成本。
27、本發明中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現更多的優選組合方案。本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現和獲得。
1.一種稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，其組分按質量百分比計包括：ti：3.0-6.0wt%，c：0.01-0.5wt%，b：0.2-1.2wt%，ce和/或la：0.05-1.5wt%，余量為al；
2.根據權利要求1所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述稀土改性al-ti-c-b細化劑的組分按質量百分比計包括：ti：3.2～5.5wt%，c：0.05～0.3wt%，b：0.5～1.1wt%，ce和/或la：0.05～1.5wt%，余量為al。
3.根據權利要求2所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述稀土改性al-ti-c-b細化劑的組分按質量百分比計包括：ti：3.5～5.0wt%，c：0.1～0.15wt%，b：0.8～1.0wt%，ce和/或la：0.5～1.0wt%。
4.根據權利要求1所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述tial3相的尺寸小于等于20μm；所述tib2相的尺寸小于等于1.5μm。
5.根據權利要求4所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述tic相的尺寸小于等于1μm；所述ti2al20re相的尺寸小于等于10μm。
6.根據權利要求4所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述tial3相的尺寸小于等于10μm；所述tib2相的尺寸小于等于0.5μm。
7.根據權利要求5所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述tic相的尺寸小于等于0.5μm；所述ti2al20re相的尺寸小于等于5μm。
8.根據權利要求6所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑，其特征在于，所述稀土改性al-ti-c-b細化劑能夠將純鋁晶粒尺寸細化至≤80μm。
9.一種稀土改性al-ti-c-b細化劑的制備方法，其特征在于，用于制備權利要求1至7任一項所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑；
10.一種稀土改性al-ti-c-b細化劑的應用，其特征在于，采用權利要求1至7任一項所述的稀土改性al-ti-c-b細化劑；