CN106544556A - 一种铝合金精密模板的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝合金精密模板的热处理方法，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：Mg3.8～5.8%、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质量百分比。所述的热处理方法包括配料、熔炼、精炼、半连续铸造、热处理。该方法精简了生产工序，缩短了生产周期、降低了生产成本、组织细小均一、内应力极低。

Description

一种铝合金精密模板的热处理方法
技术领域
本发明涉及有色金属生产的技术领域，尤其是一种铝合金精密模板的热处理方法。
背景技术
铝合金精密模板是一种铸造后不需热轧，只经过热处理就应用的一类铝合金产品，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。与钢相比，铝合金精密铸造板的优势表现在：（1）密度小，铝材的密度仅为钢材的三分之一左右，因而铝合金更适于当前工业领域轻量化要求；（2）热导率高，铝合金的热导率约为钢的4倍，在加工过程中可显著缩短冷却周期，不用设置复杂的冷却系统；（3）可切削性优异，铝合金的切削速度可达钢材料的快4倍，可进行高速切削，显著缩短制造周期，降低切削刀具的磨损，因而可显著降低生产成本；（4）电导率大，铝合金的电导率比钢材的大9倍，这对于放电加工模具极为有利，加工时间仅相当于放电加工钢模具的1/4～1/5，因此，制造成本可大幅下降。
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热处理方法，通过熔铸、低温长时均匀化热处理工艺，制造出铝合金精密模板。
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：第一步：（1）铸造：将优化计算好的铝锭，Mn、Cr中间合金投入熔炼炉中，配料按Mg3.8～5.8%、Mn0.18～0.8%、Cr<0.2%、Fe<0.3%、Si<0.29%、Ti<0.13%、Cu<0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al质量百分比的方式进行配比；（2）熔炼：待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，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；（3）精炼：a.将熔体转入保温炉，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过滤板进行过滤除渣；采用直接水冷半连续铸造的工序制造出所需的铝合金精密模板扁锭，铸造温度为660～695℃，冷却水流量为100m3/hr，铸造速度为30mm/min，结晶器金属液位40mm；第二步：热处理；其特征在于：在所述的第二步热处理中铸造出铝合金精密模板扁锭装进热处理炉里进行低温长时均匀化热处理，升温速率为20～100℃/h，料温保温温度为300～600℃，保温时间为12～60h。
本发明的有益效果是：精简了生产工序，缩短了生产周期、降低了生产成本、组织细小均一、内应力极低。
具体实施方式
实施例1：
本例的一种铝合金精密模板的热处理方法，包括下述几个步骤：第一步：铸造，将优化计算好的铝锭，Mn、Cr中间合金投入熔炼炉中，配料按Mg3.8%、Mn0.18%、Cr<0.2%、Fe<0.3%、Si<0.29%、Ti<0.13%、Cu<0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比的方式进行配比。待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭；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℃，熔炼时间小于8h；精炼，a.将熔体转入保温炉，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%，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过滤板进行过滤除渣；采用直接水冷半连续铸造的铝合金精密模板扁锭，铸造温度为660℃，冷却水流量为100m3/hr，铸造速度为30mm/min，结晶器金属液位40mm；第二步：热处理，铸造出铝合金精密模板扁锭装进热处理炉，进行低温长时均匀化热处理，升温速率为20℃/h，料温保温温度为300℃，保温时间为12h。
实施例2：
本例的一种铝合金精密模板的热处理方法，包括下述几个步骤：第一步：铸造，将优化计算好的铝锭，Mn、Cr中间合金投入熔炼炉中，配料按Mg4.5%、Mn0.49%、Cr<0.2%、Fe<0.3%、Si<0.29%、Ti<0.13%、Cu<0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比的方式进行配比。待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，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700℃，熔炼时间小于8h；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过滤板进行过滤除渣；采用直接水冷半连续铸造的铝合金精密模板扁锭，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；第二步：热处理，铸造出铝合金精密模板扁锭装进热处理炉，进行低温长时均匀化热处理，升温速率为40℃/h，料温保温温度为450℃，保温时间为36h。
实施例3：
本例的一种铝合金精密模板的热处理方法，包括下述几个步骤：第一步：铸造，将优化计算好的铝锭，Mn、Cr中间合金投入熔炼炉中，配料按Mg5.8%、Mn0.8%、Cr<0.32、Fe<0.3%、Si<0.29%、Ti<0.13%、Cu<0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al重量百分比的方式进行配比。待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭；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720℃，熔炼时间小于8h；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，氯气占氩气和氯气混合气体总量的25%，过滤装置使用40ppi过滤板进行过滤除渣；采用直接水冷半连续铸造的铝合金精密模板扁锭，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85mm；第二步：热处理，铸造出铝合金精密模板扁锭装进热处理炉，进行长时均匀化热处理，升温速率为60℃/h，料温保温温度为600℃，保温时间为60h。

Claims (1)

1.一种铝合金精密模板的热处理方法，包括下述几个步骤：第一步：（1）铸造：将优化计算好的铝锭，Mn、Cr中间合金投入熔炼炉中，配料按Mg3.8～5.8%、Mn0.18～0.8%、Cr<0.2%、Fe<0.3%、Si<0.29%、Ti<0.13%、Cu<0.12%，其他单个元素含量≤0.03%，余量为Al质量百分比的方式进行配比；（2）熔炼：待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，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；（3）精炼：a.将熔体转入保温炉，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过滤板进行过滤除渣；采用直接水冷半连续铸造的工序制造出所需的铝合金精密模板扁锭，铸造温度为660～695℃，冷却水流量为100m3/hr，铸造速度为30mm/min，结晶器金属液位40mm；第二步：热处理，其特征在于：在所述的第二步热处理中铸造出铝合金精密模板扁锭装进热处理炉里进行低温长时均匀化热处理，升温速率为20～100℃/h，料温保温温度为300～600℃，保温时间为12～60h。
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