CN104451297A - 铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺 - Google Patents

铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，首先按配比选取低铁低硅铝锭、铝锰合金、铝铜中间合金锭、铝铅中间合金锭和镁锭；然后于710-750℃熔炼所选原材料并充分搅拌；接着向熔体中加入精炼剂进行精炼，控制精炼时间为10～20min，温度为730～750℃，所述精炼剂为无钠精炼剂；紧接着扒渣并保温静置，紧接着在线细化并进行除气处理，最后对熔体进行过滤并于680-730℃浇铸得产品。本发明铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，可以降低逐渐裂纹，提高铸件品质。

Description

铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺
技术领域
本发明属于铝合金领域，涉及一种铝合金棒材的成型方法，特别涉及一种熔炼铸造生产铝铜系铝合金棒材的方法。
背景技术
铝铜系铝合金通常称为硬铝合金，属于析出强化型合金，具有很高的室温强度及良好的高温和超低温性能，广泛应用于航空、航天及其他军民用运载工具。然而，由于铝铜系合金由于铝铜合金属于共晶型合金，铸造后容易产生裂纹。另外，铝合金熔体中氢含量约占气体总量的80％～90％，由于氢在液态铝合金中的溶解度远高于其固态溶解度，因此铸造过程中过量的氢气迅速析出，严重影响铸棒品质，因此必须降低铝合金熔体中的氢含量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生产铝铜系铝合金铸件的工艺。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，所述铝合金棒材按质量计包含如下化学成份：Si≤0.80％，Fe≤0.80％，Cu：3.3-4.6％，Mn：0.5-1.0％，Mg：0.4-1.8％，Cr≤0.1％，Zn≤0.8％，Ti≤0.2％，Pb：0.8-1.5％，Ni≤0.2％，Bi≤0.2％，Sn≤0.2％，其他不可避免的杂质：单个≤0.1％，总量≤0.3％；其制备方法包括如下步骤：
a)备料：按配比选取低铁低硅铝锭、铝锰合金、铝铜中间合金锭、铝铅中间合金锭和镁锭；
b)熔炼：将除镁锭外的其他原材料加入熔炉进行熔炼，熔化温度为710～750℃，待完全熔化精炼扒渣后加入镁锭；
c)搅拌：当熔炉内出现液体后采用电磁搅拌器进行搅拌，保证熔炉内原材料能够快速熔化且温度均匀，待全部出现铝水时可结合叉车搅拌同时进行；
d)精炼：向熔体中加入无钠精炼剂进行精炼，精炼温度730～750℃，精炼时间为10～20min，精炼后静置15～20min。
e)扒渣：去除熔体表面浮渣；
f)保温静置：将熔体转入保温炉进行保温静置，控制保温温度为720-750℃，时间为20～30min；
g)在线细化：采用Ti-B合金进行细化处理；
h)除气：将保温处理的熔体转入除气箱，并利用氩气除去熔体中的杂质气体；
i)过滤：利用泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为700-730℃；
j)铸造：将过滤后的熔体注入铸型得到铝合金铸件，控制浇铸温度为680-730℃。
作为本发明的优选，熔炼之前还包括清炉以及在与熔体发生接触的工具表面涂刷涂料的步骤。
作为本发明的优选，除气时氩气流量控制在30-50scfh。
作为本发明的优选，所述无钠精炼剂为KCl和/或冰晶石与有机物的混合体，其加入量为熔体重量的0.1～0.4％。
作为本发明的优选，备料时铝锭中铝含量≥99.60％，Si≤0.1％，Fe≤0.1％，铝铜中间合金锭中铜含量为55-65％，铝铅合金锭中铅含量为9-11％，镁锭中镁含量≥99.80％。
本发明的有益效果在于：
本发明生产铝铜系铝合金铸件的工艺，整体采用热顶铸造方式，保证温度的稳定性，同时搭配合理的铸造速度和水流量，可以降低逐渐裂纹，提高铸件品质。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1：
本实施例生产铝铜系铝合金铸件的工艺，包括如下步骤：
a)备料：按配比选取低铁低硅铝锭、铝锰合金、铝铜中间合金锭、铝铅中间合金锭和镁锭(本实施例中其他元素可以以单质或者中间合金的形态加入)；
b)熔炼：将除镁锭外的其他原材料加入熔炉进行熔炼，熔化温度为710～750℃，待完全熔化精炼扒渣后加入镁锭；
c)搅拌：当熔炉内出现液体后采用电磁搅拌器进行搅拌，保证熔炉内原材料能够快速熔化且温度均匀，待全部出现铝水时可结合叉车搅拌同时进行；
d)精炼：向熔体中加入无钠精炼剂进行精炼，精炼温度730～750℃，精炼时间为10～20min，精炼后静置15～20min。
e)扒渣：去除熔体表面浮渣；
f)保温静置：将熔体转入保温炉进行保温静置，控制保温温度为720-750℃，时间为20～30min；
g)在线细化：采用Ti-B合金进行细化处理；
h)除气：将保温处理的熔体转入除气箱，并利用氩气除去熔体中的杂质气体；
i)过滤：利用泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为700-730℃；
j)铸造：将过滤后的熔体注入铸型得到铝合金铸件，控制浇铸温度为680-730℃。
本实施例中：熔炼之前还包括清炉以及在与熔体发生接触的工具表面涂刷涂料的步骤。
本实施例中：除气时氩气流量控制在30-50scfh。
本实施例中：所述无钠精炼剂为KCl和/或冰晶石与有机物的混合体，其加入量为熔体重量的0.1～0.4％。
本实施例中：备料时铝锭中铝含量≥99.60％，Si≤0.1％，Fe≤0.1％，铝铜中间合金锭中铜含量为55-65％，铝铅合金锭中铅含量为9-11％，镁锭中镁含量≥99.80％。
经检测，本实施例所得铝合金逐渐的成份如下：Si≤0.80％，Fe≤0.80％，Cu：3.3-4.6％，Mn：0.5-1.0％，Mg：0.4-1.8％，Cr≤0.1％，Zn≤0.8％，Ti≤0.2％，Pb：0.8-1.5％，Ni≤0.2％，Bi≤0.2％，Sn≤0.2％，其他不可避免的杂质：单个≤0.1％，总量≤0.3％。
本发明生产铝铜系铝合金铸件的工艺，可以降低逐渐裂纹，提高铸件品质。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其特征在于：所述铝合金棒材按质量计包含如下化学成份：Si≤0.80％，Fe≤0.80％，Cu：3.3-4.6％，Mn：0.5-1.0％，Mg：0.4-1.8％，Cr≤0.1％，Zn≤0.8％，Ti≤0.2％，Pb：0.8-1.5％，Ni≤0.2％，Bi≤0.2％，Sn≤0.2％，其他不可避免的杂质：单个≤0.1％，总量≤0.3％；其制备方法包括如下步骤：
a)备料：按配比选取低铁低硅铝锭、铝锰合金、铝铜中间合金锭、铝铅中间合金锭和镁锭；
b)熔炼：将除镁锭外的其他原材料加入熔炉进行熔炼，熔化温度为710～750℃，待完全熔化精炼扒渣后加入镁锭；
c)搅拌：当熔炉内出现液体后采用电磁搅拌器进行搅拌，保证熔炉内原材料能够快速熔化且温度均匀，待全部出现铝水时可结合叉车搅拌同时进行；
d)精炼：向熔体中加入无钠精炼剂进行精炼，精炼温度730～750℃，精炼时间为10～20min，精炼后静置15～20min。
e)扒渣：去除熔体表面浮渣；
f)保温静置：将熔体转入保温炉进行保温静置，控制保温温度为720-750℃，时间为20～30min；
g)在线细化：采用Ti-B合金进行细化处理；
h)除气：将保温处理的熔体转入除气箱，并利用氩气除去熔体中的杂质气体；
i)过滤：利用泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为700-730℃；
j)铸造：将过滤后的熔体注入铸型得到铝合金铸件，控制浇铸温度为680-730℃。
2.根据权利要求1所述铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其特征在于：熔炼之前还包括清炉以及在与熔体发生接触的工具表面涂刷涂料的步骤。
3.根据权利要求1所述铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其特征在于：除气时氩气流量控制在30-50scfh。
4.根据权利要求1所述铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其特征在于：所述无钠精炼剂为KCl和/或冰晶石与有机物的混合体，其加入量为熔体重量的0.1～0.4％。
5.根据权利要求1所述铝铜系铝合金圆铸锭铸造工艺，其特征在于：备料时铝锭中铝含量≥99.60％，Si≤0.1％，Fe≤0.1％，铝铜中间合金锭中铜含量为55-65％，铝铅合金锭中铅含量为9-11％，镁锭中镁含量≥99.80％。
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