CN106521197B - 一种航空用铝合金及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种航空用铝合金及其生产工艺，涉及铝合金加工技术领域。航空用铝合金的生产工艺，包括熔炼步骤、精炼步骤、铸造步骤和退火步骤，本发明提供的航空用铝合金的生产工艺，能够生产得到纯度非常高的航空用铝合金。本发明还提供了航空用铝合金，其质量好，成品率高，满足航空航天所需的铝合金的要求。

Description

一种航空用铝合金及其生产工艺
技术领域
本发明涉及铝合金加工技术领域，具体而言，涉及一种航空用铝合金及其生产工艺。
背景技术
大规格、高强、高纯度的铝合金是生产航空航天领域使用的耐蚀、耐损伤容限厚板的理想材料，但该系合金低熔点区间宽、固液区塑性低，有极大的热脆性倾向，难于成型。而一般工厂为了制得该系合金，都会从原辅材的品位来进行改善，但即便如此，也很难生产出高强、高纯度的铝合金，所以，还应该从铝合金的生产工艺上着手改善。但现有技术中，并没有合适的生产工艺能够生产出纯度非常高的航空用铝合金。
发明内容
本发明的目的在于提供一种航空用铝合金的生产工艺，此生产工艺能够生产得到纯度非常高的航空用铝合金。
本发明的另一目的在于提供一种航空用铝合金，其质量好，成品率高，满足航空航天所需的铝合金的要求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
一种航空用铝合金的生产工艺，包括：
熔炼步骤：根据需要生产的航空用铝合金的成分和用量配制原料，将原料与电解液混合，在720～750℃下熔炼，待原料的50～60wt％熔化后，加入金属块浸渍，搅拌30～40min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂，扒渣，得到熔体；其中，原料与电解液的质量比为87～92：8～13，金属块选自铜块、锌块中的任意一种；
精炼步骤：将熔体进行精炼；
铸造步骤：利用启铸料进行预铸，预铸时，启铸料的铸造体积为目标铸锭的体积的1/4～1/2，然后利用熔体进行填充，得到铸锭；其中，启铸料的成分的种类与熔体的成分的种类相同，启铸料中铝以外的其余成分的含量均比熔体中铝以外的其余成分的含量低35～50wt％；
退火步骤：将铸锭静置0～3h，然后加热至400～440℃，保温4～6h；
或者将铸锭静置0～3h，然后加热到455～495℃，保温7～25h，再加热至465～500℃，保温24～34h。
另外，一种航空用铝合金，是通过上述的航空用铝合金的生产工艺制得。
相对于现有技术，本发明包括以下有益效果：本发明提供的工艺先经过特定操作的熔炼，接着精炼、铸造，在铸造过程中，先利用金属块含量较低的启铸料进行“打底”，然后再注入熔体，如此，使得铸锭在结晶时，低熔点区间变窄，固液区塑性升高，从而避免了合金的热脆性倾向，有利于成型。在铸造之后，再通过对铸锭进行去应力退火或双级均匀化退火，来消除残余的内应力，以减小合金变形、开裂的倾向。通过整个工艺的处理，制得的航空用铝合金具有高纯度、高强度、易成型的特点，其晶粒度、疏松度能达到一级，合金铸锭成品率能够达到92％以上，特别适用于生产航空航天领域所用的耐蚀、耐损伤容限的高品质厚板、特厚板。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的铸锭化学成分Zn与铸锭长度的关系示意图；
图2是本发明实施例一提供的体视显微镜下观察到的组织示意图；
图3是本发明实施例一提供的氢含量检测曲线图；
图4是本发明实施例一提供的熔体渣含量示意图；
图5是本发明实施例一提供的厚度方向上的铸锭心部的金相组织示意图；
图6是本发明实施例一提供的厚度方向上的铸锭1/4部位的金相组织示意图；
图7是本发明实施例一提供的厚度方向上的铸锭表层的金相组织示意图；
图8是本发明实施例一提供的宽度方向上的铸锭心部的金相组织示意图；
图9是本发明实施例一提供的宽度方向上的铸锭1/4部位的金相组织示意图；
图10是本发明实施例一提供的宽度方向上的铸锭表层的金相组织示意图；
图11是本发明实施例二提供的体视显微镜下观察到的组织示意图；
图12是本发明实施例二提供的氢含量检测曲线图；
图13是本发明实施例二提供的熔体渣含量示意图；
图14是本发明实施例二提供的铸锭心部的金相组织示意图；
图15是本发明实施例二提供的铸锭1/4部位的金相组织示意图；
图16是本发明实施例二提供的铸锭表层的金相组织示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的航空用铝合金及其生产工艺进行具体说明。
航空用铝合金的生产工艺包括步骤S1——熔炼步骤：根据需要生产的航空用铝合金的成分和用量配制原料，将原料与电解液混合，在720～750℃下熔炼，待原料的50～60wt％熔化后，加入金属块浸渍，搅拌30～40min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂，扒渣，得到熔体；其中，原料与电解液的质量比为87～92：8～13，金属块选自铜块、锌块中的任意一种。
其中，原料包括铝锭、与铝锭的合金牌号相同的铝废料。铝废料可以选自重熔用铝锭、铸锭锯切头尾料、热轧厚板切头尾料中的一种或多种。电解液优选铝含量达到99％以上(更优选为99.7％以上)的电解液。
熔炼可以利用熔炼炉进行，而为了减少杂质含量，在熔炼步骤之前，可以先清理干净熔炼炉内残存的工艺余料和炉体内壁的渣瘤等夹杂物，然后按照要生产的合金(目标合金)的成分配制原料(在生产前，本领域的技术人员都会根据目标合金的成分来进行配比计算，准备好原料，对于此，不再赘述)。实际操作中，应注意的是，原料都需有质量体系保证的定点厂家及来料分析报告，配料时注意原料是否干燥、无腐蚀，若干燥，则无需进行烘干操作；若比较潮湿，则可以进行干燥处理。干燥处理应是在配制原料之后，在将原料与电解液混合之前，具体为：将原料置于200～300℃下干燥30～50min。干燥处理时，原料的堆放方式为：体积较小、熔点较低的原料堆放在下部，体积较大、熔点较高的原料堆放在上部。这是因为，在实际操作中，天然气一般都是从上至下进入，所以上部的原料受热相对较多，下部的原料受热相对较少，而通过前述堆放方式，就能够使所有的原料受热较充分，熔化速度相当。待原料干燥后，加入电解液，进行熔炼。
加入的金属块及其加入量、铝合金元素添加剂的种类以及用量都根据目标合金来选择、计算。若在熔炼过程中检测得知铝合金成分含量有误时，可以通过添加物料(铝合金元素添加剂、中间合金等)来调整成分，以达到目标合金的成分、含量要求。根据每种合金成分要求不同，如2XXX系合金，用到的物料包括铝锭、铜、镁和合金要求的微量元素等；而7XXX系合金，用到的物料包括铝锭、Zn、Mg、Cu和微量元素等。
熔炼步骤中，搅拌时需保持液体上部和液体下部的温度差在5℃以下。如此，熔体成分更加均匀，减少烧损(氧化)，缩短熔炼时间，减少吸气。搅拌优选利用电磁搅拌。
航空用铝合金的生产工艺还包括步骤S2——精炼步骤：将熔体进行精炼。在得到熔体之后，可以将熔体转移到保温炉中，并保持熔体温度为720～750℃，使熔体在保温炉中进行精炼。精炼时利用混合气体进行，其中，混合气体包括保护气体和氯气，保护气体选自氮气、惰性气体中的一种或多种，优选氩气。混合气体优选为氩气和氯气按照94～96：4～6的体积比混合而成。精炼时，混合气体在熔体中形成起泡，起泡上浮，将熔体中的氢以及其他杂质带出，同时由于混合气体中含有氯气，所以也会少量的与氢发生反应。
以上熔炼步骤中使用的熔炼炉以及精炼步骤中使用的保温炉均可倾翻，以使炉内的工艺残余料清理干净。
在精炼之后，进入铸造准备：①启铸炉按工艺方案熔化好启铸料；②流槽清理干净并加盖预热2小时以上；③在线处理装置(SNIF双级联动除气、CCF过滤板(30PPI+50PPI)进行装备好并充分的预热；④铸造参数在铸造控制台进行设定，并模拟铸造；⑤铸造工具经BN剂处理并充分预热；⑥熔体温度达到700～710℃条件，且静置30min以上；⑦Al5Ti1B晶粒细化丝准备好。
具体的，在精炼步骤之后，在铸造步骤之前，还包括除氢除杂步骤：利用纯度在99.9％以上的保护气体自熔体的底部由下往上吹气，然后将30～50ppi的泡沫陶瓷板加热至600～750℃，对熔体进行熔体过滤；其中，保护气体选自氮气、惰性气体中的一种或多种。在利用保护气体由下往上吹气时，可以利用高速旋转的石墨转子喷嘴从熔体底部吹入保护气体，如此，可以在熔体表面不发生翻滚的情况下产生大量弥散、高速的细小气泡。由于旋转喷嘴的强烈搅拌作用，强化了气泡在整个熔池内的扩散，从而有效的增大了气体和液体接触界面，促进了气液接触界面的更新，显著改善了浮游法净化熔体的动力学条件。同时，由于细小气泡在熔体中的上升速度缓慢，在离心力和上浮力的联合作用下，气泡在熔池中沿螺旋状路径上升，延长了气液接触作用的时间，从而更有效的除去熔体中的氢，在除气同时，在浮选原理的作用下，氧化夹杂物也得到一定程度的除去。而利用加热后的泡沫陶瓷板(泡沫陶瓷过滤板)对熔体进行过滤，既能够避免泡沫陶瓷板的堵塞，又达到了有效去除熔体夹杂物的目的。此外，根据渣气伴生的原理，在除去夹杂物的同时，熔体中的氢也会进一步下降。
在除氢除杂步骤之后，在铸造步骤之前，还包括晶粒细化步骤：往熔体中加入变质剂，熔体与变质剂的质量比为100：0.01～0.03。加入变质剂能够改善结晶过程，优选利用Al5Ti1B晶粒细化丝作为变质剂。
航空用铝合金的生产工艺还包括步骤S3——铸造步骤：利用启铸料进行预铸，预铸时，启铸料的铸造体积为目标铸锭(要生产得到的合金铸锭)的体积的1/4～1/2，然后利用熔体进行填充，得到铸锭；其中，启铸料的成分的种类与熔体的成分的种类相同，启铸料中铝以外的其余成分的含量均比熔体中铝以外的其余成分的含量低35～50wt％。启铸料中铝以外的其余成分的含量均比熔体中铝以外的其余成分的含量低35～50wt％是指，例如熔体中锌的质量占熔体质量的4％，那么相应的启铸料中锌的质量就占启铸料质量的2～2.6％，锌、钛、镁等元素的含量都有所降低，那么相应的，启铸料中的铝的占比就比熔体中的占比高。
在利用启铸料进行预铸时，其填充速率为60～70mm/min，启铸料厚度一般应在500mm以上。
在铸造过程中，熔体被均匀地导入外壁用水冷却的结晶器中，在结晶器壁和结晶器底座的共同作用下迅速凝固结晶，并形成一个较坚固的凝固壳，待结晶器中熔体的水平液面达到一定高度时，铸造机的牵引机构就带动底座和已凝固在底座上的凝固壳一起以一定速度连续、均匀地向下移动，脱离开结晶器的已凝固成铸锭的部分立即受到来自结晶器下缘处的二次冷却水的直接冷却，铸锭的结晶层也随之连续地向中心区域推进并完全凝固结晶。待铸锭长度达到规定尺寸后，停止铸造，卸下铸锭，铸造机底座回到原始位置，即完成一个铸次。但是，由于航空用铝合金的大规格铸锭的低温塑性较差，若铸锭离开结晶器的时候被二次冷却水直接冷却，会导致铸锭轴向温差增大，出现冷裂倾向，影响铸锭质量，因此，本发明在铸造步骤中，是利用结晶器进行铸造，而结晶器的外侧(结晶器的下缘处)设有刮水器，刮水器的刮水板抵设于结晶器的外表面，刮水板的抵设位置为结晶器中液位高度为45～55mm的位置。采用刮水器并限制刮水器的高度位置，能够使合金在铸造过程中达到自退火的目的，当冷却水沿铸锭表面流下，遇到刮水器后脱离铸锭表面并沿刮水器流入铸井，刮水器以下部分的铸锭处于空冷状态，心部高温向外传热，铸锭表层被重新加热，均化了铸锭内部的温度场和应力场，降低了铸锭自身的残余内应力，减弱二次冷却，防止铸锭开裂。刮水器使用过程中，应尽量避免人工干预，以避免操作不当产生不必要的夹渣。当铸造进入稳定阶段(铸锭长度为1200mm～2000mm时)，在过滤装置后面的流槽中取样化学成分试样。铸造过程中，流槽中在线测氢、测渣含量。刮水器高度一般为180～220mm。结晶器中液体液位高度为45～55mm时，所在的水平高度位置即为刮水板的抵设位置。
航空用铝合金的生产工艺还包括步骤S4——退火步骤：将铸锭静置0～3h，然后加热至400～440℃，保温4～6h；或者将铸锭静置0～3h，然后加热到455～495℃，保温7～25h，再加热至465～500℃，保温24～34h。
以上生产工艺可以使用以下设备：60吨级可倾翻的熔炼炉及保温炉；电磁搅拌器(ABB)；搅拌车；扒渣车；炉测精炼装置(STAS)；双级串联在线除气装置；双级陶瓷过滤板(30PPI+50PPI)；电加热加盖流槽；在线晶粒细化装置、液压立式内导式铸造系统及工艺平台(Wagstaff)；启铸炉及配套装置；刮水器；在线测氢仪；在线测渣仪(LiMCA CM)测渣仪。
整个熔炼铸造过程中，使用的工具都应为不含Fe的材料制作而成的工具；若是含Fe的材料，则需在材料表面涂上氮化硼涂层并充分预热；若使用含Fe的材料制作而成的工具(扒渣车、搅拌车)，那么其工作时间应尽可能短。
本发明还提供了一种航空用铝合金，是通过上述的航空用铝合金的生产工艺制得。
该航空用铝合金的Fe、Si含量分别为：Si 0～0.06％，Fe 0～0.10％；铸锭的冶金质量为：晶粒度、疏松1级；[H]≤0.08mL/100g Al；Na＜2ppm；Ca＜2PPm；渣＜15K/kg Al(每千克Al中小于20μm的渣15000个)；铸锭规格480～620×1560～2120×8650mm，每铸次可以铸造3块铸锭，铸锭成品率达92％以上。
该航空用铝合金为7XXX系合金或2XXX系合金。7XXX系合金可以为7055、7050、7049、7075、7175、7178、7475中的任意一种，2XXX系合金可以为2024、2017、2048、2124、2218、2A11、2A16、2A17、2A90中的任意一种。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例一
本实施例要生产航空用耐损伤容限高强铝合金7055合金，规格为560×1620×8650mm，其成分如表1所示：
表1 7055合金成分(wt％)
该合金的生产工艺参见以下步骤，包括：
步骤S1：清理干净熔炼炉内残存的工艺余料和熔炼炉内壁的渣瘤等夹杂物，根据表1配制原料和电解液(Al 99.7％)，按重量百分数计，铝锭70％、铸锭锯切头尾料20％、电解液10％；
将原料置于熔炼炉中，在250℃下干燥40min，然后加入电解液，在730℃下熔炼，待原料的55wt％熔化后，加入锌块浸渍，开启电磁搅拌，搅拌35min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂(Mn元素添加剂、Mg元素添加剂等，具体参见表1)，扒渣，得到熔体；
步骤S2：将熔体转移至保温炉中，进行炉侧混合气体(氩气和氯气)精炼(STAS)，炉侧精炼的技术参数见表2；
表2 STAS精炼工艺
工艺项目 工艺参数
转子转速rpm 300
氩气流量设定slpm 194
氯气流量设定slpm 4
精炼时间min 30
精炼温度℃ 740
步骤S3：铸造准备：①熔化好启铸料，启铸料中铝以外的其余成分含量比熔体中铝以外的其余成分含量低40wt％；②流槽清理干净并加盖预热2h；③在线处理装置(SNIF)双级联动除气(见表4)、CCF过滤板(30PPI+50PPI)预热至700℃；④铸造参数在铸造控制台进行设定，并模拟铸造；⑤铸造工具经BN剂处理并预热至700℃；⑥熔体温度达到700℃，且静置30min；⑦Al5Ti1B晶粒细化丝准备好；
表4 SNIF除气工艺
步骤S4：利用启铸料进行预铸(预铸填充速率为68mm/min)，其铸锭化学成分Zn与铸锭长度的关系如图1所示；然后利用熔体往结晶器中填充，
铸造过程中，在结晶器外侧设置刮水器，当铸造进入稳定阶段(铸锭长度为2000mm)时，在过滤装置后面的流槽中取样化学成分试样；具体铸造工艺参数参见表5；
表5 铸造工艺
步骤S5：将步骤S4得到的铸锭静置2h，然后加热至400℃，保温5h。
对得到的合金(铸锭)进行质量检测，利用体视显微镜进行观测，观测形貌如图2所示，试片无裂纹、夹渣、光亮晶、晶粒度1级、疏松1级、壳层厚度约2mm。通过测量SNIF出口前后氢含量，可以得出，按照上述生产工艺进行控制，熔体氢含量可控制在0.08mL/100g Al以下，氢含量检测曲线如图3所示。通过测量4个铸次CFF出口熔体中的渣含量，可以得出，熔体渣含量N20可控制在15K/kg以下，检测结果如图4所示。在金相显微镜50～500倍镜下观察，铸锭金相组织如图5～图10所示，其中，图5是从厚度方向观测的铸锭心部，图6是从厚度方向观测的铸锭四分之一的位置，图7是从厚度方向观测的铸锭表层，图8是从宽度方向观测的铸锭心部，图9是从宽度方向观测的铸锭四分之一的位置，图10是从宽度方向观测的铸锭表层。
实施例二
本实施例要生产航空用耐损伤容限高强铝合金2024HDT合金，规格为560×1620×8650mm，其成分如表6所示：
表6 2024合金成分(wt％)
该合金的生产工艺参见以下步骤，包括：
步骤S1：清理干净熔炼炉内残存的工艺余料和熔炼炉内壁的渣瘤等夹杂物，根据表6配制原料和电解液(Al 99.7％)，按重量百分数计，铝锭70％、铸锭锯切头尾料20％、电解液10％；
将原料置于熔炼炉中，在220℃下干燥35min，然后加入电解液，在740℃下熔炼，待原料的60wt％熔化后，加入铜块浸渍，开启电磁搅拌，搅拌32min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂(Mn元素添加剂、Mg元素添加剂等，具体参见表6)，扒渣，得到熔体；
步骤S2：将熔体转移至保温炉中，进行炉侧混合气体(氩气和氯气)精炼(STAS)，炉侧精炼的技术参数见表7；
表7 STAS精炼工艺
步骤S3：铸造准备：①熔化好启铸料，启铸料中铝以外的其余成分含量比熔体中铝以外的其余成分含量低40wt％；②流槽清理干净并加盖预热2h；③在线处理装置(SNIF)双级联动除气、CCF过滤板(30PPI+50PPI)预热至700℃；④铸造参数在铸造控制台进行设定，并模拟铸造；⑤铸造工具经BN剂处理并预热至700℃；⑥熔体温度达到710℃，且静置35min；⑦Al5Ti1B晶粒细化丝准备好；
步骤S4：利用启铸料进行预铸(预铸填充速率为68mm/min)，然后利用熔体往结晶器中填充，
铸造过程中，在结晶器外侧设置刮水器，当铸造进入稳定阶段(铸锭长度为1500mm)时，在过滤装置后面的流槽中取样化学成分试样；具体铸造工艺参数参见表8；
表8 铸造工艺
步骤S5：将步骤S4得到的铸锭加热至400℃，保温5.5h。
对得到的合金(铸锭)进行质量检测，利用体视显微镜进行观测，组织观测如图11所示，试片无裂纹、夹渣、光亮晶、晶粒度1级、疏松1级、壳层厚度约2mm。通过测量5个铸次SNIF出口前后氢含量，可以得出，按照上述生产工艺进行控制，熔体氢含量可控制在0.08mL/100g Al以下，氢含量检测曲线如图12所示。通过测量4个铸次CFF出口熔体中的渣含量，可以得出，熔体渣含量N20可控制在15K/kg以下，检测结果如图13所示。在金相显微镜50～500倍镜下观察，铸锭金相组织如图14～图16所示，其中，图14是铸锭心部的组织示意图，图15是铸锭四分之一宽度的组织示意图，图16是铸锭表层的组织示意图。
实施例三
本实施例要生产7050合金，提供的航空用铝合金的生产工艺包括：
步骤S1：根据表9配制原料，将铝锭、热轧厚板切头尾料与电解液(Al 99.5％)混合，在720℃下熔炼，待原料的50wt％熔化后，加入锌块浸渍，搅拌30min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂(Cu元素添加剂等，具体参见表9)，扒渣，得到熔体；其中，铝锭、热轧厚板切头尾料、电解液的质量比为68：24：8；
表9 合金成分(wt％)
步骤S2：保持熔体温度为720℃，利用氦气和氯气的混合气体对熔体进行精炼，氦气和氯气的体积比为96：4；
利用纯度为99.99％的氮气自熔体的底部由下往上吹气，然后将30ppi的泡沫陶瓷板加热至600℃，对熔体进行熔体过滤；
往熔体中加入Al5Ti1B晶粒细化丝，熔体与Al5Ti1B晶粒细化丝的质量比为100：0.01；
步骤S3：利用启铸料进行预铸，预铸时，启铸料的铸造体积为目标铸锭的体积的1/4，然后利用熔体进行填充，得到铸锭；其中，启铸料的成分的种类与熔体的成分的种类相同，启铸料中铝以外的其余成分含量比熔体中铝以外的其余成分含量低35wt％；
步骤S4：将铸锭加热至400℃，保温4h。
实施例四
本实施例要生产2017合金，提供的航空用铝合金的生产工艺包括：
步骤S1：根据表10配制原料，然后将铝锭和重熔用铝锭于200℃下干燥50min，再与电解液(Al 99％)混合，在750℃下熔炼，待原料的60wt％熔化后，加入铜块浸渍，搅拌40min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂(Mg元素添加剂等，具体参见表9)，扒渣，得到熔体；其中，铝锭、重熔用铝锭、电解液的质量比为72：15：13；
表10 合金成分(wt％)
步骤S2：保持熔体温度为750℃，利用氮气和氯气的混合气体对熔体进行精炼，氮气和氯气的体积比为94：6；
利用纯度为99.99％的氩气自熔体的底部由下往上吹气，然后将50ppi的泡沫陶瓷板加热至750℃，对熔体进行熔体过滤；
往熔体中加入Al5Ti1B晶粒细化丝，熔体与Al5Ti1B晶粒细化丝的质量比为100：0.03；
步骤S3：利用启铸料在结晶器中进行预铸，结晶器外部的两侧(结晶器的下缘处)均设有刮水器，刮水器的顶端所在的位置与结晶器中熔体深度为50mm时所在的液位相同，预铸时，启铸料的铸造体积为目标铸锭的体积的1/2，然后利用熔体进行填充，得到铸锭；其中，启铸料的成分的种类与熔体的成分的种类相同，启铸料中铝以外的其余成分含量比熔体中铝以外的其余成分含量低50wt％；
步骤S4：将铸锭静置3h，然后加热至490℃，保温24h，再加热至495℃，保温24h。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。

Claims (8)

1.一种航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，包括：
熔炼步骤：根据需要生产的航空用铝合金的成分和用量配制原料，将所述原料与电解液混合，在720～750℃下熔炼，待所述原料的50～60wt％熔化后，加入金属块浸渍，搅拌30～40min，继续熔炼至所有物料全部熔化，然后加入铝合金元素添加剂，扒渣，得到熔体；其中，所述原料与所述电解液的质量比为87～92：8～13，所述金属块选自铜块、锌块中的任意一种；所述原料包括铝锭、与所述铝锭的合金牌号相同的铝废料，电解液为铝含量达到99％以上的电解液；
精炼步骤：将所述熔体进行精炼；
铸造步骤：利用启铸料进行预铸，预铸时，所述启铸料的铸造体积为目标铸锭的体积的1/4～1/2，然后利用所述熔体进行填充，得到铸锭；其中，所述启铸料的成分的种类与所述熔体的成分的种类相同，所述启铸料中铝以外的其余成分的含量均比所述熔体中铝以外的其余成分的含量低35～50wt％；所述铸造步骤中，是利用结晶器进行铸造，所述结晶器外侧设有刮水器，所述刮水器的刮水板抵设于所述结晶器的外表面，所述刮水板的抵设位置为所述结晶器中液位高度为45～55mm的位置；
退火步骤：将所述铸锭静置0～3h，然后加热至400～440℃，保温4～6h；
或者将所述铸锭静置0～3h，然后加热到455～495℃，保温7～25h，再加热至465～500℃，保温24～34h。
2.根据权利要求1所述的航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，所述熔炼步骤中，在配制所述原料之后，在将所述原料与所述电解液混合之前，还包括干燥：将所述原料置于200～300℃下干燥30～50min。
3.根据权利要求2所述的航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，干燥时，所述原料的堆放方式为：体积较小、熔点较低的原料堆放在下部，体积较大、熔点较高的原料堆放在上部。
4.根据权利要求1所述的航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，所述熔炼步骤中，搅拌时需保持液体上部和液体下部的温度差在5℃以下。
5.根据权利要求1所述的航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，在所述精炼步骤之后，在所述铸造步骤之前，还包括除氢除杂步骤：利用纯度在99.9％以上的保护气体自所述熔体的底部由下往上吹气，然后将30～50ppi的泡沫陶瓷板加热至600～750℃，对所述熔体进行熔体过滤；其中，所述保护气体选自氮气、惰性气体中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的航空用铝合金的生产工艺，其特征在于，在所述除氢除杂步骤之后，在所述铸造步骤之前，还包括晶粒细化步骤：往所述熔体中加入变质剂，所述熔体与所述变质剂的质量比为100：0.01～0.03。
7.一种航空用铝合金，其特征在于，通过权利要求1～6任一项所述的航空用铝合金的生产工艺制得。
8.根据权利要求7所述的航空用铝合金，其特征在于，所述航空用铝合金为7XXX系合金或2XXX系合金。
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