CN106521267A

CN106521267A - 一种铝合金精密模板的铸造方法

Info

Publication number: CN106521267A
Application number: CN201611134818.8A
Authority: CN
Inventors: 郭子民
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2016-12-11
Filing date: 2016-12-11
Publication date: 2017-03-22

Abstract

本发明公开了一种铝合金精密模板的铸造方法，所述的铝合金精密铸造板配料的炉料中成分重量百分比为：Mg4.2～5.5%、Mn0.2～1.0%、Cr≤0.3%、Fe≤0.35%、Si≤0.35%、Ti≤0.15%、Cu≤0.15%，其他单个元素含量≤0.05%，余量为Al质量百分比。所述的铸造方法包括配料、熔炼、精炼、半连续铸造。该方法简单，确保铝合金精密模板组织细小均一、内应力极低。显著提高了铝合金精密模板的强度、导电、氧化、焊接、抛光以及机加工等性能，满足工业制造工模具与工装领域的要求。

Description

一种铝合金精密模板的铸造方法

技术领域

本发明涉及铝合金铸造，尤其是一种铝合金精密模板的铸造方法。

背景技术

目前，公知的铝合金精密模板是食品机械、印刷机械、电子设备（芯片制造设备）、医疗器械汽车工业制造工模具与工装的理想材料，有着相当大的市场潜力，属于新材料领域。国内在整个铝加工行业中，严重缺乏铝合金精密模板的铸造技术和经验，另外，在工业制造工模具与工装领域用铝合金精密模板的研发和生产仍处在起步阶段。

发明内容

本发明目的在于，针对上述问题，提供一种铝合金精密模板的铸造方法，通过优化铝合金的成分以及熔炼工艺和铸造工艺铸造出工模具和工装用铝合金精密模板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括下述几个步骤：其配料的炉料中包括Mg、Mn、Cr、Fe、Si、Ti、Cu、Al以及其他单个元素，成分的重量百分比为：Mg3.8～5.2%、Mn0.18～0.8%、Cr≤0.2%、Fe≤0.30%、Si≤0.29%、Ti≤0.13%、Cu≤0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比。

为了铸造所述的铝合金精密模板，本发明的铸造方法包括下述几个步骤：

第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；

第二步：熔炼，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为680～720℃，熔炼时间小于8h；

第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为700～720℃，精炼时间小于2h；b.静置<4h；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；

第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为660～695℃，冷却水流量为100～330m³/hr，铸造速度为20～60mm/min，结晶器金属液位40～100mm，不在线添加任何晶粒细化剂。

本发明的有益效果是：方法简单，确保铝合金精密模板组织细小均一、内应力极低。显著提高了铝合金精密模板的强度、导电、氧化、焊接、抛光以及机加工等性能，满足工业制造工模具与工装领域的要求。

具体实施方式

实施例1：

本例的一种铝合金精密模板的铸造方法，包括下述几个步骤：第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分的重量百分比为：Mg3.8%、Mn0.18%、Cr≤0.2%、Fe≤0.30%、Si≤0.29%、Ti≤0.13%、Cu≤0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比。Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为680℃，熔炼时间小于8h；第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2%，精炼温度为700℃，精炼时间小于2h；b.静置<4h；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为660℃，冷却水流量为100m³/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位40mm，不在线添加任何晶粒细化剂。

实施例2：

本例的一种铝合金精密模板的铸造方法，包括下述几个步骤：第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分的重量百分比为：Mg4.5%、Mn0.49%、Cr≤0.2%、Fe≤0.30%、Si≤0.29%、Ti≤0.13%、Cu≤0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比。Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为700℃，熔炼时间小于8h；第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的13.5%，精炼温度为710℃，精炼时间小于2h；b.静置<4h；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总量的13.5%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为677.5℃，冷却水流量为220m³/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm，不在线添加任何晶粒细化剂。

实施例3：

本例的一种铝合金精密模板的铸造方法，包括下述几个步骤：第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分的重量百分比为：Mg5.2%、Mn0.8%、Cr≤0.2%、Fe≤0.30%、Si≤0.29%、Ti≤0.13%、Cu≤0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比。Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为720℃，熔炼时间小于8h；第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的25%，精炼温度为720℃，精炼时间小于2h；b.静置<4h；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气、除渣，氯气占氩气和氯气混合气体总量的25%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为695℃，冷却水流量为330m³/hr，铸造速度为60mm/min，结晶器金属液位100mm，不在线添加任何晶粒细化剂。

Claims

1.一种铝合金精密模板，其特征在于：其配料的炉料中包括Mg、Mn、Cr、Fe、Si、Ti、Cu、Al以及其他单个元素，成分的重量百分比为：Mg3.8～5.2%、Mn0.18～0.8%、Cr≤0.2%、Fe≤0.30%、Si≤0.29%、Ti≤0.13%、Cu≤0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比。

2.一种铸造权利要求1所述的铝合金精密模板的方法，包括下述几个步骤：第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为680～720℃，熔炼时间小于8h；第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为700～720℃，精炼时间小于2h；b.静置<4h；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为660～695℃，冷却水流量为100～330m³/hr，铸造速度为20～60mm/min，结晶器金属液位40～100mm，不在线添加任何晶粒细化剂。