CN102676862B - 铝合金锭的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：a、配料，根据产品的各元素比例进行配比；b、熔炼，将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼；c、加硅，取样化验,根据化验结果加入金属硅；d、降温，加入降温料,使铝液降温；e、搅拌，充分搅拌使成分均匀；f、取样化验，并根据化验结果加入铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；g、精炼除气，除杂精炼并进行除气；h、静置，静置15min～25min；i、扒渣，将渣扒至渣车；j、取样，取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释；k、过滤，进一步提高铝液的清洁度；l、铸锭，铸造成便于运输的形状。采用该工艺生产的产品，铸锭冷隔、裂纹少，韧性、强度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金锭的生产工艺，尤其涉及一种高压铸造用的铝合金锭的生产工艺。
背景技术
铝合金是纯铝的延伸产品，在纯铝中添加一定元素形成的合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，这样使得其“比强度”（强度与比重的比值σb/ρ）胜过很多合金钢，成为理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机，汽车的发动机、曲轴箱等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。
铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，因此铸造类产品多使用铝合金。而铸造铝都以“锭”形式制造，重熔后再进行铸造，ADC12铝合金即主要用于高压铸造；传统工艺的ADC12铝合金锭在熔解后经高压铸造，往往铝合金产品表面易出现冷隔，裂纹等最常见的产品不良现象，这种产品不良，虽然能通过调整压铸机的成型参数，调整模具温度等手段进行控制，但是效果并不明显。
目前，部分人员在熔铸ADC12铝合金时，添加Sr、Ti、B等元素，减少了铝合金产品表面的冷隔、裂纹等不良现象，然而，现有工艺往往是在原有的ADC12铝锭经熔化后再加入，由于多采用集中熔化炉和保温炉等形式保存铝液，很难使Sr、Ti、B等元素加入铝液后均匀的搅拌，从而无法保证添加的元素均匀的溶解在铝液中，发挥其材料特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金锭的生产工艺，以解决传统的铝合金锭的生产工艺多是在原有的ADC12铝锭熔化后加入Sr、Ti、B等元素，由于多采用集中熔化炉和保温炉等形式保存铝液，很难使添加的元素加入铝液后均匀的搅拌，从而无法保证添加的元素均匀的溶解在铝液中，发挥其材料特性的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、配料：根据产品的各元素比例要求进行配比；
b、熔炼：待熔炼炉的炉膛为暗红色时,将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼，待熔炼炉中铝液温度升至650℃～750℃时进行搅拌；
c、加硅：待铝液温度达到720℃～740℃时,取样化验,根据化验结果加入一定量的金属硅,并充分搅拌使之融化；
d、降温：当加硅后的铝液温度升至780℃～820℃时,加入降温料,使铝液温度降至700℃～750℃；
e、搅拌：充分搅拌以使成分均匀,搅拌时间为25min～35min；
f、加Sr、Ti、B：取样化验，并根据化验结果加入一定量的铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；
g、精炼除气：除杂精炼并进行除气，精炼除气时间为25min～35min，温度控制在700℃～720℃；
h、静置：精炼除气结束后静置15min～25min；
i、扒渣：静置结束后用扒渣工具将浮在铝液表面的渣扒至炉口，待渣中铝液滤尽后再扒至渣车；
j、取样：取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认铝液成分满足产品要求；
k、过滤：用过滤网过滤铝液，进一步提高铝液的清洁度；
l、铸锭：铝液温度控制在680℃～720℃时铸造，铸造成便于运输的形状。
进一步的，所述步骤b或步骤c或步骤e中所述的搅拌采用永磁铝水搅拌机进行搅拌。
进一步的，所述步骤k中所用的过滤网为陶瓷过滤网。
进一步的，所述步骤d中的降温料为纯铝。
进一步的，所述步骤g精炼除气方法为：把粉状无毒精炼剂放置在喷粉罐内，采用通氮气法，把粉状无毒精炼剂经过管道吹入铝液内部，除杂精炼的同时进行除气。
本发明的有益效果为：所述铝合金锭的生产工艺在精炼时加入铝锶合金、铝钛硼合金，不仅能有效提高精炼效果，且其能最大程度的保证铝锶合金、铝钛硼合金均匀的溶解在ADC12铝液中，充分发挥其材料特性；Sr元素的添加可将Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度和韧度获得很大提高，钛、硼元素的添加，形成的铝钛硼，主要成分为AlTi5B1，能使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量,特别是减少铸锭冷隔，且其在保证强度不降低的情况下，有效提高铝合金锭的冲击韧性15%～20%。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
于本实施例中，一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、配料：根据产品的各元素比例要求进行配比；
b、熔炼：待熔炼炉的炉膛为暗红色时,将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼，待熔炼炉中铝液温度升至650℃～750℃时采用永磁铝水搅拌机进行搅拌；
c、加硅：待铝液温度达到720℃～740℃时,取样化验,根据化验结果加入一定量的金属硅,并采用永磁铝水搅拌机充分搅拌使之融化；
d、降温：当加硅后的铝液温度升至780℃～820℃时,加入降温料,所述降温料为纯铝，使铝液温度降至700℃～750℃；
e、搅拌：采用永磁铝水搅拌机充分搅拌以使成分均匀,搅拌时间为25min～35min；
f、加Sr、Ti、B：取样化验，并根据化验结果加入一定量的铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；
g、精炼除气：把粉状无毒精炼剂放置在喷粉罐内，采用通氮气法，把粉状无毒精炼剂经过管道吹入铝液内部，除杂精炼的同时进行除气，精炼除气时间为25min，温度控制在700℃；
h、静置：精炼除气结束后静置15min～25min；
i、扒渣：静置结束后用扒渣工具将浮在铝液表面的渣扒至炉口，待渣中铝液滤尽后再扒至渣车；
j、取样：取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认铝液成分满足产品要求；
k、过滤：用陶瓷过滤网过滤铝液，进一步提高铝液的清洁度；
l、铸锭：铝液温度控制在680℃～720℃时铸造，铸造成便于运输的形状。
采用上述工艺生产，不仅有效提高精炼效果，使得产品杂质减少，且Sr元素的添加可将Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度和韧度获得很大提高，钛、硼元素的添加，形成的铝钛硼，主要成分为AlTi5B1，能使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量,特别是减少铸锭冷隔，且其在保证强度不降低的情况下，有效提高铝合金锭的冲击韧性15%。
实施例2
于本实施例中，一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、配料：根据产品的各元素比例要求进行配比；
b、熔炼：待熔炼炉的炉膛为暗红色时,将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼，待熔炼炉中铝液温度升至650℃～750℃时采用永磁铝水搅拌机进行搅拌；
c、加硅：待铝液温度达到720℃～740℃时,取样化验,根据化验结果加入一定量的金属硅,并采用永磁铝水搅拌机充分搅拌使之融化；
d、降温：当加硅后的铝液温度升至780℃～820℃时,加入降温料,所述降温料为纯铝，使铝液温度降至700℃～750℃；
e、搅拌：采用永磁铝水搅拌机充分搅拌以使成分均匀,搅拌时间为25min～35min；
f、加Sr、Ti、B：取样化验，并根据化验结果加入一定量的铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；
g、精炼除气：把粉状无毒精炼剂放置在喷粉罐内，采用通氮气法，把粉状无毒精炼剂经过管道吹入铝液内部，除杂精炼的同时进行除气，精炼除气时间为30min，温度控制在710℃；
h、静置：精炼除气结束后静置15min～25min；
i、扒渣：静置结束后用扒渣工具将浮在铝液表面的渣扒至炉口，待渣中铝液滤尽后再扒至渣车；
j、取样：取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认铝液成分满足产品要求；
k、过滤：用陶瓷过滤网过滤铝液，进一步提高铝液的清洁度；
l、铸锭：铝液温度控制在680℃～720℃时铸造，铸造成便于运输的形状。
采用上述工艺生产，不仅有效提高精炼效果，使得产品杂质减少，且Sr元素的添加可将Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度和韧度获得很大提高，钛、硼元素的添加，形成的铝钛硼，主要成分为AlTi5B1，能使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量,特别是减少铸锭冷隔，且其在保证强度不降低的情况下，有效提高铝合金锭的冲击韧性20%。
实施例3
于本实施例中，一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、配料：根据产品的各元素比例要求进行配比；
b、熔炼：待熔炼炉的炉膛为暗红色时,将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼，待熔炼炉中铝液温度升至650℃～750℃时采用永磁铝水搅拌机进行搅拌；
c、加硅：待铝液温度达到720℃～740℃时,取样化验,根据化验结果加入一定量的金属硅,并采用永磁铝水搅拌机充分搅拌使之融化；
d、降温：当加硅后的铝液温度升至780℃～820℃时,加入降温料,所述降温料为纯铝，使铝液温度降至700℃～750℃；
e、搅拌：采用永磁铝水搅拌机充分搅拌以使成分均匀,搅拌时间为25min～35min；
f、加Sr、Ti、B：取样化验，并根据化验结果加入一定量的铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；
g、精炼除气：把粉状无毒精炼剂放置在喷粉罐内，采用通氮气法，把粉状无毒精炼剂经过管道吹入铝液内部，除杂精炼的同时进行除气，精炼除气时间为35min，温度控制在720℃；
h、静置：精炼除气结束后静置15min～25min；
i、扒渣：静置结束后用扒渣工具将浮在铝液表面的渣扒至炉口，待渣中铝液滤尽后再扒至渣车；
j、取样：取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认铝液成分满足产品要求；
k、过滤：用陶瓷过滤网过滤铝液，进一步提高铝液的清洁度；
l、铸锭：铝液温度控制在680℃～720℃时铸造，铸造成便于运输的形状。
采用上述工艺生产，不仅有效提高精炼效果，使得产品杂质减少，且Sr元素的添加可将Al-Si系合金的共晶Si的晶粒细化并变成粒状，使合金的强度和韧度获得很大提高，钛、硼元素的添加，形成的铝钛硼，主要成分为AlTi5B1，能使压铸品产生良好的晶粒细化，有效克服铸造裂纹，改善铸件外观，改善铸锭表面质量,特别是减少铸锭冷隔，且其在保证强度不降低的情况下，有效提高铝合金锭的冲击韧性15%。
以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种铝合金锭的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
a、配料：根据产品的各元素比例要求进行配比；
b、熔炼：待熔炼炉的炉膛为暗红色时,将配比好的原料投入熔炼炉中熔炼，待熔炼炉中铝液温度升至650℃～750℃时进行搅拌；
c、加硅：待铝液温度达到720℃～740℃时,取样化验,根据化验结果加入一定量的金属硅,并充分搅拌使之融化；
d、降温：当加硅后的铝液温度升至780℃～820℃时,加入降温料,使铝液温度降至700℃～750℃；
e、搅拌：充分搅拌以使成分均匀,搅拌时间为25min～35min；
f、加Sr、Ti、B：取样化验，并根据化验结果加入一定量的铝锶合金、铝钛硼合金及无毒精炼剂；
g、精炼除气：除杂精炼并进行除气，精炼除气时间为25min～35min，温度控制在700℃～720℃；
h、静置：精炼除气结束后静置15min～25min；
i、扒渣：静置结束后用扒渣工具将浮在铝液表面的渣扒至炉口，待渣中铝液滤尽后再扒至渣车；
j、取样：取样化验，当成分不符合标准要求时，进行补料或稀释，然后取样检测，确认铝液成分满足产品要求；
k、过滤：用过滤网过滤铝液，进一步提高铝液的清洁度；
l、铸锭：铝液温度控制在680℃～720℃时铸造，铸造成便于运输的形状。
2.根据权利要求1所述的铝合金锭的生产工艺，其特征在于：所述步骤b或步骤c或步骤e中所述的搅拌采用永磁铝水搅拌机进行搅拌。
3.根据权利要求1所述的铝合金锭的生产工艺，其特征在于：所述步骤k中所用的过滤网为陶瓷过滤网。
4.根据权利要求1所述的铝合金锭的生产工艺，其特征在于：所述步骤d中的降温料为纯铝。
5.根据权利要求1所述的铝合金锭的生产工艺，其特征在于：所述步骤g精炼除气方法为：把粉状无毒精炼剂放置在喷粉罐内，采用通氮气法，把粉状无毒精炼剂经过管道吹入铝液内部，除杂精炼的同时进行除气。
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