CN110172653B - 一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法以及由该均质方法制得的铝合金铸锭 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法，包括如下步骤：步骤(1)、均质处理：将铸造后的铝合金铸锭升温至保温温度500℃‑600℃，保温10‑20小时；步骤(2)、出炉：平稳将铝合金铸锭拉出炉外；步骤(3)、冷却：强风冷却0.5‑2小时后，再水雾冷+强风冷却，冷却速度大于200℃/h；步骤(4)、卸料。本发明还提供如上所述的一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法制得的铝合金铸锭。本发明的均质方法，改变冷却方式，由原来的水冷改为风冷+水雾冷，提高均质时的冷却速度，以此均质方法得到的铝合金铸锭的电导率超过30Ms/m。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金铸造技术领域，尤其涉及一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法以及由该均质方法制得的铝合金铸锭。
背景技术
铝合金铸锭在铸造之后需要进行均质处理，均质又叫做均匀化退火，均匀化是使铝合金铸锭加热到接近不平衡固相线温度进行长时间的保温，然后通过水冷的冷却方式缓慢冷却到室温的过程，其目的在于通过合金元素原子的扩散来消除或减少晶内化学成分和组织的不均匀性，从而改善铸锭的内部组织，消除铸锭残余应力，改善铸锭机械加工性能，同时提高塑性、降低变形抗力，使铝合金的热加工工艺性能得以改善。
现有的国产6系材质铝合金铸锭一般对导电性没有要求，铝合金电导率仅次于银和铜，只能达到铜的62％。Al-Si-Mg合金时亚共晶型热处理强化的铸造合金，虽然强度高，铸造性能优良，但实际生产中存在电导率偏低，强度偏低，无法达到设计要求，尤其是用作靶材底座导电部件时，导电率偏低，大多从国外进口高导电率的6系铝合金。
因此，为了克服现有生产工艺的缺陷，亟待寻求新的提高铝合金铸锭的电导率的均质方法。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法，包括如下步骤：
步骤(1)、均质处理：将铸造后的铝合金铸锭升温至保温温度500℃-600℃，保温10-20小时；
步骤(2)、出炉：平稳将铝合金铸锭拉出炉外；
步骤(3)、冷却：强风冷却0.5-2小时(例如1小时)后，再水雾冷和强风冷却，冷却速度大于200℃/h；
步骤(4)、卸料。
优选地，步骤(1)的均质处理的保温温度为545℃-575℃。
优选地，步骤(1)的均质处理的升温过程为梯度升温，先升温至400℃-500℃、保温1-3小时，再升温至保温温度，稳定10-20分钟后计入保温时间。
优选地，步骤(3)的冷却速度为220℃/h-280℃/h。
优选地，步骤(3)的冷却速度为240℃/h-260℃/h。
本发明还提供如上所述的一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法制得的铝合金铸锭。
优选地，所述铝合金铸锭的电导率超过30Ms/m。
与现有技术相比较，本发明的一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法以及由该均质方法制得的铝合金铸锭具有如下有益效果：
本发明的均质方法，改变冷却方式，由原来的水冷改为风冷+水雾冷，提高均质时的冷却速度，以此均质方法得到的铝合金铸锭的电导率超过30Ms/m。
附图说明
图1是铝合金铸锭均匀化后在500X下的电镜扫描图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围。
铝合金铸锭在铸造之后需要进行均质处理，均质又叫做均匀化退火，均匀化是使铝合金铸锭加热到接近不平衡固相线温度进行长时间的保温，然后通过水冷的冷却方式缓慢冷却到室温的过程。图1是铝合金铸锭均匀化后在500X下的电镜扫描图。从图1可以看出现有的铸锭组织呈均匀化处理后的组织特点为晶粒内部有纵横交错的短的棒状析出物，这是由于均匀化后冷却速度较慢导致析出相析出并长大。
在图1中选取具有代表性的晶粒并测量其尺寸，其晶粒尺寸具体如表1所示。
表1
由表1可见，晶粒尺寸最小在40-50μm范围，最大在100-130μm，大部分集中在50-100μm，其晶粒平均值在82.2μm。
由此可知，铝合金力学性能的提高是因为强化相的弥散析出阻碍了位错运动，现有的铝合金均匀化处理是使第二相球化和弥散，尽可能抑制第二相的析出，这样就提高了铝合金的机械性能。但电导率与其相反，合金电导率的提高是因为均匀化后要使溶质原子析出，减少晶格畸变和电子波的散射几率。如果采用淬火方式，析出相进行重新溶解，形成过饱和固溶体，Cu、Mg、Si重新溶解到Al基体中，引起晶格畸变，会使电导率降低。
由此，本发明提供一种提高铝合金铸锭的电导率的均质方法，包括如下步骤：
步骤(1)、均质处理：将铸造后的铝合金铸锭升温至保温温度A摄氏度，保温B小时；
步骤(2)、出炉：平稳将铝合金铸锭拉出炉外；
步骤(3)、冷却：强风冷却C小时后，再水雾冷和强风冷却D小时，冷却速度为E摄氏度/小时；
步骤(4)、卸料。
上述各工艺参数数据请见表2。
表2
| A(℃) | B(h) | C(h) | D(h) | E(℃/h) | |
| 实施例1 | 545 | 20 | 0.5 | 10 | 280 |
| 实施例2 | 560 | 15 | 1 | 7 | 250 |
| 实施例3 | 575 | 10 | 2 | 4 | 220 |
本发明的均质方法采用强风冷却后再水雾冷+强风冷却的方式，冷却速度大于200℃/h，相比现有的水冷的缓慢冷却的方式，冷却速度快使得不要抑制第二相析出，使得Fe、Mg、Si、Cu元素所形成的第二相尽可能从基体析出，由此提高电导率。
下表3是按照现有的水冷方式缓慢冷却的电导率的数据。表4是按照本发明实施例2的均质方法的电导率的数据。
表3
表4
由表3、表4可知，相比现有的水冷的缓慢冷却的均质方法，本发明的铝合金铸锭的均质方法能大幅提高铝合金铸锭的电导率，且电导率均突破了30Ms/m这个极限值，克服了常规均质方法无法达到或超过30Ms/m，达到国外同类产品水平。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种提高6系铝合金铸锭的电导率的均质方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)、均质处理：将铸造后的铝合金铸锭升温至保温温度545℃-575℃，保温10-20小时；
步骤(2)、出炉：平稳将铝合金铸锭拉出炉外；
步骤(3)、冷却：强风冷却0.5-2小时后，再水雾冷和强风冷却，冷却速度为220℃/h-280℃/h；
步骤(4)、卸料，
其中
步骤(1)的均质处理的升温过程为梯度升温，先升温至400℃-500℃、保温1-3小时，再升温至保温温度，稳定10-20分钟后计入保温时间；
其中，
通过上述步骤得到的铝合金铸锭的电导率超过30Ms/m。
2.根据权利要求1所述的均质方法，其特征在于，步骤(3)的冷却速度为240℃/h-260℃/h。
3.根据权利要求1～2任一一项所述的一种提高6系铝合金铸锭的电导率的均质方法制得的铝合金铸锭。
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