CN106702185B - 一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法 - Google Patents
一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法。其中金属元素锰的元素含量为质量百分比0.25‑0.3%，生产步骤如下：熔融；扒渣；熔硅；降温；除渣；精炼；除气；静置；铸锭。本发明方法生产的AlSi9Cu2铝合金锭韧性和抗腐蚀性经多次试验，检测结果均韧性和抗腐蚀性良好，优于现有的生产方法。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法。
背景技术
AlSi9Cu2铝合金锭为加铜的铝-硅系合金，产品用于汽车配件。该产品用户对材料的韧性和抗腐蚀性要求极高。
普通的AlSi9Cu2铝合金铸件裂纹和抗腐蚀性无法满足要求，使用后该两种缺陷的不良率较高，造成用户处成本升高。
按照现有生产方法进行生产AlSi9Cu2铝合金锭的作业，其压铸后的产品开裂严重，抗腐蚀性较差，无法达到和满足压铸用户进一步的质量要求。
发明内容
本发明的目的是提升AlSi9Cu2铝合金锭的韧性和抗腐蚀性，以解决现有技术中的上述缺陷，提高该系合金的综合性能。
为实现以上目的，本发明提供了一种提升AlSi9Cu2铝合金锭韧性和抗腐蚀性的生产方法，该生产方法包括从铝料投炉熔化至浇铸成锭的整个过程。其主要控制为金属元素锰含量的控制。
本发明的具体技术方案是：
一种提升AlSi9Cu2铝合金锭韧性和抗腐蚀性的生产方法，将金属元素锰的元素含量控制为0.25-0.3%，具体生产步骤如下：
（1）将质量百分比70%的熟铝、合金，及10%的生铝投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为5-7小时，熔融温度控制为630-740℃；
（2）扒渣：用铁锹在铝合金液表面撒上15-20KG清渣剂，用铁扒轻轻敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；
（3）熔硅：铝液表面无浮渣时加入金属硅，加入后用铁扒充分搅拌铝液3-5分钟，然后开火加温10-15分钟再搅拌3-5分钟，重复4—6次；
（4）降温：加品管开具的调整料把熔硅的温度降到精炼要求的温度710-730℃，如果温度低应开火升温；加降温料可以是一次也可以是多次，要根据炉内铝液成分来确定，但要保证铝料干净、成分明确；后期如需少量添加硅、锰、铁应以中间合金的形式加入；
（5）除渣：加入调整料后根据铝液表面浮渣的多少来确定清渣剂的投入量，范围在10-15㎏；用铁扒敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；
（6）精炼：分为两次，第一次精炼：铝液温度控制为720±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.4-1.7KG/吨。第二次精炼：铝液温度控制为720±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.1-1.3KG/吨；
（7）除气：除气时间控制为20-30分钟，温度控制为700-710℃；除气过程有浮渣时应在除气结束前把浮渣通过除气集中到炉口用铁扒扒干净；
（8）熔炼工段精炼、除气方法：将精炼管弯头向下伸进铝水中，同时打开氮气阀门，把氮气输出压力调至0.2Mpa，首先由左到右或由右到左纵向精炼、除气，其次由内至外或由外至里横向精炼、除气，以达到在炉内空间搅拌形成“井”字形，不允许在某个部位持续停留；
（9）静置：静置时间15-20分钟，静置温度700-720℃；静置期间不可搅动铝液以保护铝液表面形成的氧化膜；
（10）铸锭。
进一步的，上述步骤（3）熔硅步骤，是在无浮渣时加入金属硅；加入时温度≧720℃；每间隔10-15分钟搅拌铝液3-5分钟；搅拌时停火；加温至760-780℃时停止加温；通常整个熔硅时间控制为60-90分钟，必要时可以增加到120分钟；硅、铁、锰的加入量要充足防止后期少量补加；熔硅后加入铜包铝。
进一步的，上述步骤（8）精炼、除气过程要始终将精炼管弯端口与炉底保持一定的距离，通常保持在距离炉底1/4高度；每次纵横精炼、除气时移动速度要匀速；除气时要控制铝液溅起的高度≦15CM。
本发明的有益效果是：
1、本发明方法生产的AlSi9Cu2铝合金锭韧性和抗腐蚀性经多次试验，检测结果均韧性和抗腐蚀性良好，优于现有的生产方法。
2、使得使用本发明方法生产的AlSi9Cu2铝合金锭，在送至用户处后，反馈良好，该方法生产的铝合金锭压铸件综合性能也优于之前，韧性与抗腐蚀性得到很好地提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
以下列出实施例，以举例说明本发明。
一种AlSi9Cu2铝合金锭，其组成以质量分数表示为：
Si:10.35%、Fe:0.71%、Cu:1.63%、Mn:0.26%、Mg:0.1%、Cr:0.03、Ni:0.03%、Zn:0.76%、Ti:0.05%、Pb:0.02%、Sn:0.005%。
4、所述提升AlSi9Cu2铝合金锭韧性和抗腐蚀性的工艺制作方法如下：
该合金成分除铝外，主要含有以下重量百分比的成分：
（1）将质量百分比70%的熟铝、合金，及10%的生铝投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为7小时，熔融温度控制为728℃；
（2）扒渣：用铁锹在铝合金液表面撒上20KG清渣剂，用铁扒轻轻敲打液面10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口；
（3）熔硅：铝液表面无浮渣时加入金属硅，加入后用铁扒充分搅拌铝液5分钟，然后开火加温15分钟再搅拌5分钟，重复5次；
（4）降温：加品管开具的调整料把熔硅的温度降到精炼要求的温度722℃；
（5）除渣：加入调整料后根据铝液表面浮渣的多少投入清渣剂15㎏（清渣剂由上海虹光金属溶剂厂生产，型号为HGJ-3）；用铁扒敲打液面10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口；
（6）精炼：分为两次，第一次精炼：铝液温度为721℃；精炼时间为20分钟；扒渣时间为15分钟；精炼剂数量为28KG。第二次精炼：铝液温度控制为718℃；精炼时间为20分钟；扒渣时间为15分钟；精炼剂数量为22KG；（精炼剂由上海虹光金属溶剂厂生产，型号为HGK5-1A）
（7）除气：除气时间为20分钟，温度控制为706℃；
（8）静置：静置时间20分钟，静置温度705℃；
（9）铸锭
1、清理流槽、模具：①首先用钩子把流槽上的铝料清理干净；其次用毛刷把松动的耐高温材料和其它杂物清理掉。清理后用气管轻轻吹扫干净，用手触摸，确认手上无灰尘；②模具清理：用小铁钎把粘附的铝料清理掉，然后用气管吹扫模具，刷脱模涂料，浇铸前充分烘烤模具。2、刷滑石粉：滑石粉与纯净水按1：4的比例调和均匀后，用毛刷均匀涂在流槽上，等待18分钟，把硅酸纸盖在流槽上方，下方用小火一段一段的烘烤，直到各段水份烘干。3、打磨、清理（针对流槽）：烘干后，用砂纸把流槽不平、凸起或松动的地方轻轻磨掉，使之平整；各处打磨完成后，再用毛刷轻轻把打磨掉的滑石粉清理干净，最后用气管轻轻吹扫干净。4、对分配鼓进行清理、吹扫；5、对锭模进行清理、吹扫、刷涂料、烘烤；6、对铸锭线和叠锭机的运行检查（含分配鼓、模具，运行一次）；7、对冷却水进行检查；8、浇铸前检查矿灯、塞头、塞套、硅酸纸、铁铲等操作工具的准备情况。9、浇铸工艺：浇铸温度为炉内704℃、分配鼓681℃，放置过滤网，铸锭速度为12m/min。10、①浇铸工段人员在第二次精炼时开始铸锭前准备工作；②铸锭后取检验样品作韧性和抗腐蚀性检测，韧性和抗腐蚀性检测结果均为良好。
下表所示：
如上表所示，对金属元素锰的元素含量进行控制后，产品韧性得到很大提升，抗腐蚀性用户处反馈良好。
Claims (4)
1.一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法，其中金属元素锰的元素含量为质量百分比0.25-0.3%，生产步骤如下：（1）将质量百分比70%的熟铝、合金，及10%的生铝投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为5-7小时，熔融温度控制为630-740°C；（2）扒渣：用铁锹在铝合金液表面撒上15-20kg 清渣剂，用铁扒敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；（3）熔硅：铝液表面无浮渣时加入金属硅，加入后用铁扒充分搅拌铝液3-5分钟，然后开火加温10-15分钟再搅拌3-5分钟，重复4—6次；（4）降温：加品管开具的调整料把熔硅的温度降到精炼要求的温度710-730°C；（5）除渣：加入调整料后根据铝液表面浮渣的多少来确定清渣剂的投入量，范围在10-15㎏；用铁扒敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；（6）精炼：分为两次，第一次精炼：铝液温度控制为720±10°C；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.4-1.7kg /吨；第二次精炼：铝液温度控制为720±10°C；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.1-1.3kg /吨；（7）除气：除气时间控制为20-30分钟，温度控制为700-710°C；除气过程有浮渣时应在除气结束前把浮渣通过除气集中到炉口用铁扒扒干净；（8）熔炼工段精炼、除气方法：将精炼管弯头向下伸进铝水中，同时打开氮气阀门，把氮气输出压力调至0.2MPa，首先由左到右或由右到左纵向精炼、除气，其次由内至外或由外至里横向精炼、除气，以达到在炉内空间搅拌形成“井”字形，不允许在某个部位持续停留；（9）静置：静置时间15-20分钟，静置温度700-720°C；静置期间不可搅动铝液以保护铝液表面形成的氧化膜；（10）铸锭。
2.根据权利要求1所述的一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法，其特征在于，所述步骤（3）熔硅步骤，是在无浮渣时加入金属硅；加入时温度≧720°C；每间隔10-15分钟搅拌铝液3-5分钟；搅拌时停火；加温至760-780°C时停止加温；整个熔硅时间控制为60-120分钟；硅、铁、锰的加入量要充足防止后期少量补加；熔硅后加入铜包铝。
3.根据权利要求2所述的一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法，其特征在于，所述整个熔硅时间控制为60-90分钟。
4.根据权利要求1所述的一种改善AlSi9Cu2铝合金锭性能的方法，其特征在于，所述步骤（8）精炼、除气过程要始终将精炼管弯端口与炉底保持一定的距离，保持在距离炉底1/4高度；每次纵横精炼、除气时移动速度要匀速；除气时要控制铝液溅起的高度≦15cm。
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