CN104975212A - 一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法 - Google Patents

一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法 Download PDF

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CN104975212A CN201510423454.4A CN201510423454A CN104975212A CN 104975212 A CN104975212 A CN 104975212A CN 201510423454 A CN201510423454 A CN 201510423454A CN 104975212 A CN104975212 A CN 104975212A
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Abstract

一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,它涉及一种铝合金扁锭的制造方法。本发明的目的是要解决现有技术制备的铝合金厚板的合金化程度低,强度低于600MPa和不能大批量生产的问题。制备方法:一、称料;二、熔炼;三、精炼;四、制备铸造熔体;五、成型,得到高强度大规格铝合金扁锭。七、本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭的规定比例伸长应力150N/mm2~190N/mm2,抗拉强度195N/mm2~245N/mm2,延伸率1%~7%(铸态)。本发明可获得一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法。

Description

一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金扁锭的制造方法。
背景技术
随着航空飞行器不断向大型化、整体化、轻量化和长寿命方向发展,对机体铝合金材料提出的要求:1)实现结构减重;2)结构承载和功能一体化;3)提高机体使用寿命;4)高可靠性和可维修性;5)低制造成本和低使用维修成本。这就要求铝合金具有高比强度、比刚度、抗断裂韧性、耐疲劳性能、低疲劳裂纹扩展速率和耐蚀性能等综合性能的匹配。开发具有更佳综合性能的新型铝合金刻不容缓,特别是我国新型铝合金的研究储备严重不足,尚未开展具有600MPa强度级高耐蚀高韧性铝合金预拉伸厚板的系统研究工作。
针对未来大飞机耐久性损伤容限和防腐蚀性能设计要求,选材时把600MPa强度级高耐蚀高韧性铝合金板材列为重要的结构材料是必然趋势,既可减轻飞机重量,又体现大型飞机的先进性。国内针对此类材料的相关研究工作处于试验室阶段,所试制样品存在各项综合性能平衡不理想、基础理论研究不足等问题,还尚未开展过此类材料的相关工程化研究工作,工业化条件下试制典型规格产品仍属于空白。因此,迫切需要通过工业化生产该合金大规格扁铸锭来完善系统研究,形成具有自主知识产权的新型600MPa强度级高耐蚀高韧性铝合金成分设计及相关板材加工技术,实现性能稳定、质量可靠的新型600MPa强度级高耐蚀高韧性铝合金预拉伸板制品的小批量生产能力,为大量未来国产先进武器装备的研制提供国际领先的铝合金预拉伸板及其制备技术。
发明内容
本发明的目的是要解决现有技术制备的铝合金厚板的合金化程度低,强度低于600MPa和不能大批量生产的问题,而提供一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法。
一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为1.7%~2.3%Cu、1.8%~2.6%Mg、8.6%~9.6%Zn、0.08%~0.15%Zr、0.015%~0.04%Ti、0.003%~0.008%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为720℃~760℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为720℃~760℃和搅拌速度为1m/s~1.5m/s的条件下搅拌5min~10min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为(1~3):100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为710℃~730℃下精炼5min~10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为700℃~720℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼10min~20min,再在温度为700℃~720℃下静置20min~30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为(50~100):1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为700℃~720℃、铸造速度为50mm/min~55mm/min、冷却水压力为0.015MPa~0.030MPa和冷却水温度为15℃~25℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。
本发明步骤一中所述的高纯铝锭中铝含量为99.996%。
本发明的优点:
一、本发明采用电阻熔化炉熔化、同时加入Al-Be中间合金,保证熔体纯净度;
二、本发明采用高纯铝投料,同时使用氩气和氯气的混合气精炼熔体严格控制杂质元素Fe、Si及其他有害元素Na、K、H等的含量,以减少对断裂韧性和耐蚀性的不利影响;
三、本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭中Zn、Mg和Cu的总质量达12.1%以上,使得本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭在时效过程中脱溶出数量更多的具有MgZn2化学式的、与基体共格或半共格的析出相来提高本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭的强度;
四、本发明在制备铸造熔体中加入2#熔剂,增强了对精炼后的铝合金熔液的精炼效果,提高了冶金质量,对制备高强度大规格铝合金扁锭起到了积极的效果;
五、本发明在熔炼过程中加入Al-Ti-B丝,进一步细化了晶粒,减小了成分偏析,增加了高强度大规格铝合金扁锭抵抗裂纹的能力;
六、本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm;
七、本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭的规定比例伸长应力150N/mm2~190N/mm2,抗拉强度195N/mm2~245N/mm2,延伸率1%~7%(铸态)。
本发明可获得一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法。
附图说明
图1为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭取样示意图;
图2为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处取的试样放大200倍的金相照片;
图3为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处取的试样放大1000倍的金相照片;
图4为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上5#处取的试样放大1000倍的金相照片。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式是一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为1.7%~2.3%Cu、1.8%~2.6%Mg、8.6%~9.6%Zn、0.08%~0.15%Zr、0.015%~0.04%Ti、0.003%~0.008%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为720℃~760℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为720℃~760℃和搅拌速度为1m/s~1.5m/s的条件下搅拌5min~10min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为(1~3):100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为710℃~730℃下精炼5min~10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为700℃~720℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼10min~20min,再在温度为700℃~720℃下静置20min~30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为(50~100):1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为700℃~720℃、铸造速度为50mm/min~55mm/min、冷却水压力为0.015MPa~0.030MPa和冷却水温度为15℃~25℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。
本实施方式步骤一中所述的高纯铝锭中铝含量为99.996%。
本实施方式的优点:
一、本实施方式采用电阻熔化炉熔化、同时加入Al-Be中间合金,保证熔体纯净度;
二、本实施方式采用高纯铝投料,同时使用氩气和氯气的混合气精炼熔体严格控制杂质元素Fe、Si及其他有害元素Na、K、H等的含量,以减少对断裂韧性和耐蚀性的不利影响;
三、本实施方式制备的高强度大规格铝合金扁锭中Zn、Mg和Cu的总质量达12.1%以上,使得本实施方式制备的高强度大规格铝合金扁锭在时效过程中脱溶出数量更多的具有MgZn2化学式的、与基体共格或半共格的析出相来提高本发明制备的高强度大规格铝合金扁锭的强度;
四、本实施方式在制备铸造熔体中加入2#熔剂,增强了对精炼后的铝合金熔液的精炼效果,提高了冶金质量,对制备高强度大规格铝合金扁锭起到了积极的效果;
五、本实施方式在熔炼过程中加入Al-Ti-B丝,进一步细化了晶粒,减小了成分偏析,增加了高强度大规格铝合金扁锭抵抗裂纹的能力;
六、本实施方式制备的高强度大规格铝合金扁锭的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm;
七、本实施方式制备的高强度大规格铝合金扁锭的规定比例伸长应力150N/mm2~190N/mm2,抗拉强度195N/mm2~245N/mm2,延伸率1%~7%(铸态)。
本实施方式可获得一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:步骤二中所述的Al-Be中间合金中Be的质量分数为4%,Al的质量分数为96%。其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是:步骤一中所述的Al-Ti-B丝中Ti的质量分数为5%,B的质量分数为1%,Al的质量分数为94%。其他步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是:步骤一中所述的Al-Cu中间合金中Al的质量分数为60%,Cu的质量分数为40%。其他步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是:步骤一中所述的Al-Zr中间合金中Al的质量分数为97%,Zr的质量分数为3%。其他步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是:步骤五中所述的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是:步骤五中所述的氩气和氯气的混合气氛中氩气与氯气的体积比为19:1。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是:步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为2:100000。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是:步骤四中将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为710℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼15min,再在温度为710℃下静置25min,得到铸造熔体。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是:步骤五中使用大规格低液位结晶器将铸造熔体在温度为720℃、铸造速度为55mm/min、冷却水压力为0.025MPa和冷却水温度为20℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
具体实施方式十一:本实施方式与具体实施方式一至十之一不同点是:步骤一中按质量分数为1.9%Cu、2.2%Mg、9.1%Zn、0.1%Zr、0.015%Ti、0.003%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金。其他步骤与具体实施方式一至十相同。
具体实施方式十二:本实施方式与具体实施方式一至十一之一不同点是:步骤二中按质量分数为2.1%Cu、2.3%Mg、9.2%Zn、0.10%Zr、0.03%Ti、0.006%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金。其他步骤与具体实施方式一至十一相同。
具体实施方式十三:本实施方式与具体实施方式一至十二之一不同点是:步骤三中按质量分数为1.9%Cu、2.2%Mg、9.3%Zn、0.11%Zr、0.03%Ti、0.006%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金。其他步骤与具体实施方式一至十二相同。
具体实施方式十四:本实施方式与具体实施方式一至十三之一不同点是:步骤二中将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为740℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为740℃和搅拌速度为1m/s的条件下搅拌5min,得到铝合金熔液。其他步骤与具体实施方式一至十三相同。
具体实施方式十五:本实施方式与具体实施方式一至十四之一不同点是:步骤三中将铝合金熔液在氩气气氛和温度为720℃下精炼10min,得到精炼后的铝合金熔液。其他步骤与具体实施方式一至十四相同。
具体实施方式十六:本实施方式与具体实施方式一至十五之一不同点是:步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为100:1。其他步骤与具体实施方式一至十五相同。
具体实施方式十七:本实施方式与具体实施方式一至十六之一不同点是:步骤五中使用结晶器将铸造熔体在温度为710℃、铸造速度为50.6/min、冷却水压力为0.015MPa和冷却水温度为17℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。其他步骤与具体实施方式一至十六相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为1.9%Cu、2.2%Mg、9.1%Zn、0.1%Zr、0.015%Ti、0.003%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
步骤一中所述的高纯铝锭中铝含量为99.996%;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为740℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为740℃和搅拌速度为1m/s的条件下搅拌5min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为2:100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为720℃下精炼10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为720℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼15min,再在温度为710℃下静置30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为100:1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为710℃、铸造速度为50.6mm/min、冷却水压力为0.015MPa和冷却水温度为17℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭;
步骤二中所述的Al-Be中间合金中Be的质量分数为4%,Al的质量分数为96%;
步骤一中所述的Al-Ti-B丝中Ti的质量分数为5%,B的质量分数为1%,Al的质量分数为94%;
步骤一中所述的Al-Cu中间合金中Al的质量分数为60%,Cu的质量分数为40%;
步骤一中所述的Al-Zr中间合金中Al的质量分数为97%,Zr的质量分数为3%;
步骤五中所述的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm;
步骤五中所述的氩气和氯气的混合气氛中氩气与氯气的体积比为19:1。
实施例一制备的高强度大规格铝合金扁锭的抗拉强度为213N/mm2,规定比例伸长应力为167.5213N/mm2,伸长率为2.54%。(铸态)
实施例二:一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为2.1%Cu、2.3%Mg、9.2%Zn、0.10%Zr、0.03%Ti、0.006%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
步骤一中所述的高纯铝锭中铝含量为99.996%;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为740℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为740℃和搅拌速度为1m/s的条件下搅拌5min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为2:100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为720℃下精炼10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为720℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼15min,再在温度为710℃下静置30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为100:1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为710℃、铸造速度为50.6/min、冷却水压力为0.015MPa和冷却水温度为17℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭;
步骤二中所述的Al-Be中间合金中Be的质量分数为4%,Al的质量分数为96%;
步骤一中所述的Al-Ti-B丝中Ti的质量分数为5%,B的质量分数为1%,Al的质量分数为94%;
步骤一中所述的Al-Cu中间合金中Al的质量分数为60%,Cu的质量分数为40%;
步骤一中所述的Al-Zr中间合金中Al的质量分数为97%,Zr的质量分数为3%;
步骤五中所述的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm;
步骤五中所述的氩气和氯气的混合气氛中氩气与氯气的体积比为19:1。
实施例二制备的高强度大规格铝合金扁锭的抗拉强度为222N/mm2,规定比例伸长应力为178N/mm2,伸长率为2.32%。(铸态)
实施例三:一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为1.9%Cu、2.2%Mg、9.3%Zn、0.11%Zr、0.03%Ti、0.006%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
步骤一中所述的高纯铝锭中铝含量为99.996%;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为740℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为740℃和搅拌速度为1m/s的条件下搅拌5min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为2:100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为710℃下精炼10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为710℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼15min,再在温度为710℃下静置30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为50:1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为710℃、铸造速度为52.6mm/min、冷却水压力为0.02MPa和冷却水温度为22℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭;
步骤二中所述的Al-Be中间合金中Be的质量分数为4%,Al的质量分数为96%;
步骤一中所述的Al-Ti-B丝中Ti的质量分数为5%,B的质量分数为1%,Al的质量分数为94%;
步骤一中所述的Al-Cu中间合金中Al的质量分数为60%,Cu的质量分数为40%;
步骤一中所述的Al-Zr中间合金中Al的质量分数为97%,Zr的质量分数为3%;
步骤五中所述的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm;
步骤五中所述的氩气和氯气的混合气氛中氩气与氯气的体积比为19:1。
实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭的抗拉强度为224N/mm2,规定比例伸长应力为180N/mm2,伸长率为2.46%。(铸态)
在实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处、2#处、3#处、4#处和5#处取5处试样进行分析,试样的尺寸为长25mm,宽25mm,厚65mm;取样示意图如图1所示,图1为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭取样示意图;
使用光谱对实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处、2#处、3#处、4#处和5#处取的试样进行分析,如表1所示;
表1
从表1可以看出Zn原子百分含量从9.41变化到8.87,Cu原子百分含量从1.72变化到1.99,Mg原子百分含量从1.91变化到2.10,Zr原子百分含量从0.11变化到0.12,Ti原子百分含量从0.026变化到0.034,表明试验三步骤五得到的高强度大规格铝合金扁锭成分均匀,并未因为合金化程度高而导致化学成分超出预计范围标准。
对实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处取的试样进行金相分析,如图2和图3所示;
图2为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处取的试样放大200倍的金相照片;
图3为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上1#处取的试样放大1000倍的金相照片;
对实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上5#处取的试样进行金相分析,如图4所示;图4为实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭上5#处取的试样放大1000倍的金相照片;
从图2,图3和图4可知,实施例三制备的高强度大规格铝合金扁锭的晶粒尺寸均匀,大小为50~100μm,无冶金缺陷,晶界或枝晶处存在的网格状不平衡共晶组织可在后续均匀化处理中消除。

Claims (10)

1.一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法是按以下步骤完成的:
一、称料:按质量分数为1.7%~2.3%Cu、1.8%~2.6%Mg、8.6%~9.6%Zn、0.08%~0.15%Zr、0.015%~0.04%Ti、0.003%~0.008%B和余量Al称取高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金;
二、熔炼:将步骤一中称取的高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭和Al-Zr中间合金和Al-Be中间合金加入到电阻熔化炉中,再在温度为720℃~760℃下熔炼,熔炼速度为800kg/h,再加入Al-Ti-B丝,再在温度为720℃~760℃和搅拌速度为1m/s~1.5m/s的条件下搅拌5min~10min,得到铝合金熔液;
步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为(1~3):100000;
三、精炼:将铝合金熔液在氩气气氛和温度为710℃~730℃下精炼5min~10min,得到精炼后的铝合金熔液;
四、制备铸造熔体:将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为700℃~720℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼10min~20min,再在温度为700℃~720℃下静置20min~30min,得到铸造熔体;
步骤四中所述的精炼后的铝合金熔液与2#熔剂的质量比为(50~100):1;
五、成型:使用结晶器将铸造熔体在温度为700℃~720℃、铸造速度为50mm/min~55mm/min、冷却水压力为0.015MPa~0.030MPa和冷却水温度为15℃~25℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。
2.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤二中所述的Al-Be中间合金中Be的质量分数为4%,Al的质量分数为96%。
3.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤一中所述的Al-Ti-B丝中Ti的质量分数为5%,B的质量分数为1%,Al的质量分数为94%。
4.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤一中所述的Al-Cu中间合金中Al的质量分数为60%,Cu的质量分数为40%。
5.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤一中所述的Al-Zr中间合金中Al的质量分数为97%,Zr的质量分数为3%。
6.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤五中所述的高强度大规格铝合金扁锭的厚度为420mm,宽为1320mm。
7.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤五中所述的氩气和氯气的混合气氛中氩气与氯气的体积比为19:1。
8.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤二中所述的Al-Be中间合金与高纯铝锭、Al-Cu中间合金、纯Mg锭、纯Zn锭、Al-Ti-B丝和Al-Zr中间合金的总质量比为2:100000。
9.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤四中将精炼后的铝合金熔液导入到静置炉中,再向静置炉中加入2#熔剂,再在温度为710℃和氩气和氯气的混合气氛下精炼15min,再在温度为710℃下静置25min,得到铸造熔体。
10.根据权利要求1所述的一种高强度大规格铝合金扁锭的制造方法,其特征在于步骤五中使用大规格低液位结晶器将铸造熔体在温度为720℃、铸造速度为55mm/min、冷却水压力为0.025MPa和冷却水温度为20℃的条件下进行铸造,得到高强度大规格铝合金扁锭。
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