CN106513638B - 2a12铝合金铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

一种2A12铝合金铸工艺，首先配制并熔炼中间合金铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，然后将纯铝置于坩埚中，分批次并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌；向坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；在铝合金液进行精炼、除渣和变质处理；取样分析合格后，进行浇注，制成粗工件；对粗工件进行整理、校正；置于时效炉中时效处理后，经抛砂处理，机加工，制得成品。优点是：操作方便，工件通过铸造成型，可以节省原材料，降低生产成本，铸件的组织致密度好，光洁度高，工件质量好，尺寸变形小，成品率高，生产效率高。

Description

2A12铝合金铸造工艺
技术领域
本发明涉及一种2A12铝合金铸工艺。
背景技术
2A12(即LY12相当于美标2024)铝合金为一种高强度硬铝，传统工艺是利用工频感应炉或推进式电阻炉把2A12铸锭加热至480℃－495℃，通过油压机挤压冷挤压成型，经过热处理产生合格的板材、棒材等。利用该方法加工各种高负荷零件和构件原料浪费多，生产成本太高，用户难以接受。
发明内容
本发明是要解决现有技术存在的上述问题，提供一种可节省原材料、降低生产成本的2A12铝合金铸造工艺。
本发明的技术方案是：
一种2A12铝合金铸造工艺，其步骤如下：
1、确定组分配比
将原料按照如下重量百分含量配料，其中硅含量≤0.5％，铜含量3.8％－4.9％，锰含量0.3％－0.9％，钛含量≤0.15％，镁含量1.2％－1.8％，锌含量≤0.3％，镍含量≤0.1％，铁含量≤0.5％，余量为A00纯铝；
2、配制并熔炼中间合金
1)铜铝合金
将铜与A00纯铝按照重量比1：1加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铜铝合金；
2)铝锰合金
将金属锰与A00纯铝按照重量比1：9加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝锰合金；
3)铝钛合金
将海绵钛与A00纯铝按照重量比5:95加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝钛合金；
3、熔炼A00纯铝并加入中间合金
将余量的A00纯铝置于坩埚中，在电炉或颗粒炉中升温到720℃－730℃，分批次并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌，每批次中间合金加入后再升温至720℃－730℃，保温搅拌5分钟－10分钟，再加入下一批次中间合金；
4、添加金属镁
按照配比量，向电炉的坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；
5、精炼、除渣、变质
在铝合金液进行精炼、除渣和变质处理；
6、化学分析
取样块，进行化学分析，判断是否符合设计要求；如不符合再加入适量的中间合金或金属镁，得到合格的2A12铝合金液；
7、利用人工开模器进行浇注
模具内设置芯盒，将模具预先加热到300℃－400℃；利用人工开模器合模，将2A12铝合金液浇注到预热后的模具中，制成粗工件；
8、清理后进行固熔处理
利用人工开模器开模，对粗工件进行整理，放置于笼中，在蘸火炉中缓慢升温到535±5℃，恒温9小时－18小时；然后在15秒内浸入水中，水温为50℃－80℃，使工件表面温度与水温相同，然后出笼；
9、校正
工件出笼后校正；
10、时效处理
置于时效炉中，炉温240℃－290℃，时效处理5小时－9小时，出炉；
11、抛砂处理，机加工，制得成品。
所述模具上设有加热孔道，且将电热管插入加热孔道中通电后对人工开模器进行加热。
所述芯盒的材质为金属铝，以使工件含气量小，光洁度高，不存在变形，且便于操作。
步骤3中，保温搅拌时间2.5小时－3小时。
进行精炼、除渣和变质处理时，先加入精炼剂和除渣剂，进行精炼除渣8分钟－10分钟后，精炼剂加入量为铝合金液重量的1％－1.2％，除渣剂的加入量为铝合金液重量的0.8％－1％，进行除渣排气后，加入变质剂，所述变质剂为铝合金二元变质剂或铝合金三元变质剂，变质剂的加入量铝合金液重量的1％－2％，搅拌5分钟，静置5分钟－10分钟。
本发明的有益效果是：
(1)操作方便，工件通过铸造成型，可以节省原材料，降低生产成本，适合工业化生产。
(2)产品质量好，通过合理工艺对工件的处理，使工件具有较好的硬度、伸长率和抗拉强度。
(3)采用人工开模器并经预先加热，浇注后快速成型，铸件的组织致密度好，光洁度高，工件质量好，尺寸变形小，成品率高，生产效率高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1
1、确定组分配比
将原料按照如下重量百分含量配料，其中硅含量0.45％，铜含量3.8％，锰含量09％，钛含量0.12％，镁含量1.2％，锌含量0.26％，镍含量0.08％，铁含量0.43％，余量为A00纯铝；
2、配制并熔炼中间合金
1)铜铝合金
将铜与A00纯铝按照重量比1：1加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铜铝合金；
2)铝锰合金
将金属锰与A00纯铝按照重量比1：9加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝锰合金；
3)铝钛合金
将海绵钛与A00纯铝按照重量比5:95加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝钛合金；
3、熔炼A00纯铝并加入中间合金
将余量的A00纯铝置于坩埚中，在电炉中升温到720℃－730℃，分三十个批次均匀并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌，每批次中间合金加入后再升温至720℃－730℃，保温搅拌5分钟，再加入下一批次中间合金；整个加入中间合金并保温搅拌的时间为2.5小时；
4、添加金属镁
按照配比量，向电炉的坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；
5、精炼、除渣、变质
先加入精炼剂和除渣剂，进行精炼除渣8分钟后，精炼剂加入量为铝合金液重量的1％，除渣剂的加入量为铝合金液重量的1％，进行除渣排气后，加入铝合金二元变质剂，变质剂的加入量铝合金液重量的1％，搅拌5分钟，静置5分钟；选用的精炼剂、除渣剂和铝合金二元变质剂均购自江苏张家港市塘市有色金属熔剂厂；
6、化学分析
取样块，进行化学分析，合格后进行浇注；
7、利用人工开模器进行浇注
模具内设置芯盒，所述模具上设有加热孔道，且将电热管插入加热孔道中通电后对人工开模器进行加热。所述芯盒的材质为金属铝，以使工件含气量小，光洁度高，不存在变形，且便于操作。将模具预先加热到300℃；利用人工开模器合模，将2A12铝合金液浇注到预热后的模具中，制成粗工件；
8、清理后进行固熔处理
利用人工开模器开模，对粗工件进行整理，放置于笼中，在蘸火炉中缓慢升温到535±5℃，恒温9小时；然后在15秒内浸入水中，水温为50℃，使工件表面温度与水温相同，然后出笼；
9、校正
工件出笼后校正；
10、时效处理
置于时效炉中，炉温240℃，时效处理9小时，出炉；
11、抛砂处理，机加工，制得成品。
力学性能测试：
抗拉强度为≥245MPa；
伸长率为11.8％。
实施例2
1、确定组分配比
将原料按照如下重量百分含量配料，其中硅含量0.48％，铜含量4.9％，锰含量0.3％，钛含量0.15％，镁含量1.8％，锌含量0.28％，镍含量0.09％，铁含量0.44％，余量为A00纯铝；
2、配制并熔炼中间合金
1)铜铝合金
将铜与A00纯铝按照重量比1：1加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铜铝合金；
2)铝锰合金
将金属锰与A00纯铝按照重量比1：9加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝锰合金；
3)铝钛合金
将海绵钛与A00纯铝按照重量比5:95加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝钛合金；
3、熔炼A00纯铝并加入中间合金
将余量的A00纯铝置于坩埚中，在颗粒炉中升温到720℃－730℃，分批次并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌，每批次中间合金加入后再升温至720℃－730℃，保温搅拌10分钟，再加入下一批次中间合金；整个加入中间合金并保温搅拌的时间为3小时；
4、添加金属镁
按照配比量，向电炉的坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；
5、精炼、除渣、变质
先加入精炼剂和除渣剂，进行精炼除渣10分钟后，精炼剂加入量为铝合金液重量的1.2％，除渣剂的加入量为铝合金液重量的0.8％，进行除渣排气后，加入变质剂，所述变质剂为铝合金三元变质剂，变质剂的加入量铝合金液重量的2％，搅拌5分钟，静置10分钟；选用的精炼剂、除渣剂和铝合金三元变质剂均购自江苏张家港市塘市有色金属熔剂厂；
6、化学分析
取样块，进行化学分析，判断是否符合设计要求；如不符合再加入适量的中间合金或金属镁，得到合格的2A12铝合金液；
7、利用人工开模器进行浇注
模具内设置芯盒，将模具预先加热到400℃；利用人工开模器合模，将2A12铝合金液浇注到预热后的模具中，制成粗工件；
8、清理后进行固熔处理
利用人工开模器开模，对粗工件进行整理，放置于笼中，在蘸火炉中缓慢升温到535±5℃，恒温18小时；然后在15秒内浸入水中，水温为80℃，使工件表面温度与水温相同，然后出笼；
9、校正
工件出笼后校正；
10、时效处理
置于时效炉中，炉温290℃，时效处理5小时，出炉；
11、抛砂处理，机加工，制得成品。
力学性能测试：
抗拉强度为≥245MPa；
伸长率为12.0％。
实施例3
1、确定组分配比
将原料按照如下重量百分含量配料，其中硅含量0.47％，铜含量4.2％，锰含量0.6％，钛含量0.11％，镁含量1.6％，锌含量0.28％，镍含量0.07％，铁含量0.47％，余量为A00纯铝；
2、配制并熔炼中间合金
1)铜铝合金
将铜与A00纯铝按照重量比1：1加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铜铝合金；
2)铝锰合金
将金属锰与A00纯铝按照重量比1：9加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝锰合金；
3)铝钛合金
将海绵钛与A00纯铝按照重量比5:95加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝钛合金；
3、熔炼A00纯铝并加入中间合金
将余量的A00纯铝置于坩埚中，在电炉中升温到720℃－730℃，分二十个批次均匀并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌，每批次中间合金加入后再升温至720℃－730℃，保温搅拌8分钟，再加入下一批次中间合金；
4、添加金属镁
按照配比量，向电炉的坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；
5、精炼、除渣、变质
在铝合金液进行精炼、除渣和变质处理；
6、化学分析
取样块，进行化学分析，判断是否符合设计要求；如不符合再加入适量的中间合金或金属镁，得到合格的2A12铝合金液；
7、利用人工开模器进行浇注
模具内设置芯盒，将模具预先加热到350℃；利用人工开模器合模，将2A12铝合金液浇注到预热后的模具中，制成粗工件；
8、清理后进行固熔处理
利用人工开模器开模，对粗工件进行整理，放置于笼中，在蘸火炉中缓慢升温到535±5℃，恒温12小时；然后在15秒内浸入水中，水温为60℃，使工件表面温度与水温相同，然后出笼；
9、校正
工件出笼后校正；
10、时效处理
置于时效炉中，炉温250℃，时效处理8小时，出炉；
11、抛砂处理，机加工，制得成品。
力学性能测试：
抗拉强度为≥245MPa；
伸长率为10.0％。

Claims (6)

1.一种2A12铝合金铸造工艺，其特征是：步骤如下：
1）、确定组分配比
将原料按照如下重量百分含量配料，其中硅含量为0.45%－0.48%，铜含量3.8%－4.9%，锰含量0.3%－0.9%，钛含量≤0.15%，镁含量1.2%－1.8%，锌含量为0.26%－0.28%，镍含量≤0.1%，铁含量≤0.5%，余量为A00纯铝；
2）、配制并熔炼中间合金
1.1铜铝合金
将铜与A00纯铝按照重量比1：1加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铜铝合金；
1.2铝锰合金
将金属锰与A00纯铝按照重量比1：9加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝锰合金；
1.3铝钛合金
将海绵钛与A00纯铝按照重量比5:95加入坩埚中，进行熔炼，静置后制得铝钛合金；
3）、熔炼A00纯铝并加入中间合金
将余量的A00纯铝置于坩埚中，在电炉或颗粒炉中升温到720℃－730℃，分批次并按照前后顺序加入铜铝合金、铝锰合金和铝钛合金，边加入边充分搅拌，每批次中间合金加入后再升温至720℃－730℃，保温搅拌5分钟－10分钟，再加入下一批次中间合金；
4）、添加金属镁
按照配比量，向电炉的坩埚中加入金属镁，制成铝合金液；
5）、精炼、除渣、变质
将铝合金液进行精炼、除渣和变质处理；
6）、化学分析
取样块，进行化学分析，判断是否符合设计要求；如不符合再加入适量的中间合金或金属镁，得到合格的2A12铝合金液；
7）、利用人工开模器进行浇注
模具内设置芯盒，将模具预先加热到300℃－400℃；利用人工开模器合模，将2A12铝合金液浇注到预热后的模具中，制成粗工件；
8）、清理后进行固熔处理
利用人工开模器开模，对粗工件进行整理，放置于笼中，在淬火炉中缓慢升温到535±5℃，恒温9小时－18小时；然后在15秒内浸入水中，水温为50℃－80℃，使工件表面温度与水温相同，然后出笼；
9）、校正
工件出笼后校正；
10）、时效处理
置于时效炉中，炉温240℃－290℃，时效处理5小时－9小时，出炉；
11）、抛砂处理，机加工，制得成品。
2.根据权利要求1所述的2A12铝合金铸造工艺，其特征是：所述模具上设有加热孔道，且将电热管插入加热孔道中通电后对人工开模器进行加热。
3.根据权利要求1所述的2A12铝合金铸造工艺，其特征是：所述芯盒的材质为金属铝。
4.根据权利要求1所述的2A12铝合金铸造工艺，其特征是：步骤3）中，整个加入中间合金并保温搅拌的时间为 2.5小时－3小时。
5.根据权利要求1所述的2A12铝合金铸造工艺，其特征是：进行精炼、除渣和变质处理时，先加入精炼剂和除渣剂，进行精炼除渣8分钟－10分钟后，精炼剂加入量为铝合金液重量的1%－1.2%，除渣剂的加入量为铝合金液重量的0.8%－1%，进行除渣排气后，加入变质剂，变质剂的加入量为铝合金液重量的1%－2%，搅拌5分钟，静置5分钟－10分钟。
6.根据权利要求1所述的2A12铝合金铸造工艺，其特征是：所述变质剂为铝合金二元变质剂或铝合金三元变质剂。
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