CN110923527B - 高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺 - Google Patents

高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、熔炼；步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备；步骤S3、不同频电磁处理；步骤S4、超声波、微波处理；步骤S5、稳定磁场处理；步骤S6、热处理。本发明公开的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺工艺流程短、成本低、能加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。

Description

高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其密度低，抗拉强度高，延伸率高，疲劳强度好，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，被大量应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业领域。尽管如此，随着国际竞争力的加大，发达国家高端装备制造业对高性能铝合金产品提出了更高的耐高温、抗疲劳、高安全性等指标要求，使得我国80％以上的出口铝合金产品只能用作低廉的初级原材料，并且这些低价出口的铝合金又被欧、美、日等发达国家制成高附加值的产品返销回国，因此，提升铝合金产品的附加值成为我国铝合金行业发展亟待解决的问题。
目前，改善铝合金材料综合性能，提高其功能附加值的最有效的方法是对铸铝合金中间熔体进行电磁处理。大量研究已表明，施加外场(包括永磁场、电磁场、脉冲电磁场、组合电磁场、超声波、机械波等)是改变金属凝固行为的十分有效的方法。通过电磁处理可以加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。然而，现有技术中的铸铝合金中间熔体的电磁处理工艺复杂，操作不方便，耗能大，经济价值低，对铸铝合金中间熔体的处理效果不佳，得到的铸铝合金性能稳定性不佳，机械力学性能和功能附加值有待进一步提高。
中国专利ZL200810010647.7《镁合金锭坯的油滑电磁立式半连续铸造方法与结晶器》分别公开了一种在镁合金棒材DC半连续铸造过程中通过施加低频电磁场产生强制对流来实现铸造棒材组织细化和元素分布均匀化的方法。中国专利ZL200710010641.5《功率超声与低频电磁协同作用的轻合金大规格锭坯立式半连续铸造方法及设备》公开了一种在镁合金棒材DC半连续铸造过程中同时施加组合功率超声与低频电磁，利用功率超声克服电磁趋肤效应和利用电磁强制对流克服功率超声因能量快速衰减而作用区域有限的局限，实现了较大规格镁合金棒材铸造的组织细化和元素分布均匀化的显著效果。以上技术均通过在单一负载线圈中施加电流来实现电磁场的施加，但是由于电磁在拟处理的金属熔体中的趋肤效应，为达到技术效果需要在负载线圈中施加很大的电流，即使如此，在较大体积熔体凝固时往往也难以达到理想的技术效果。
因此，开发一种更为有效的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺显得尤为重要，对改善高性能铸铝合金的综合性能具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，该工艺流程短、成本低、能加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过100-200目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1-2％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理20-30分钟；然后再高频电磁振荡场内处理5-10分钟；最后在等频率范围内处理10-20分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理5-10分钟，然后置于微波场中进行微波处理20-30分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为2500-3500Gs，磁场处理的时间为15-20min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
优选地，步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 0.5-1.2％，Cu 2.0-3.0％，Ni 0.05-0.1％，Ti 0.05-0.1％，In 0.01-0.03％，Sc 0.1-0.4％，Gd 0.02-0.05％，Nd 0.01-0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。
进一步地，步骤S2中所述精炼的精炼温度为700-750℃，精炼时间为15-20min。
进一步地，步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠8-12份、碳酸钠15-20份、氯化钾20-30份、磷酸铝钠1-4份。
进一步地，步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为1-15HZ，此时中低占空比为15-55％；所述高频电磁振荡场频率为26-50HZ，此时中低占空比为25-55％；所述等频电磁振荡场频率为16-25HZ，此时中低占空比为30-60％。
进一步地，步骤S3中所述电磁场达到设定值5000-45000AT。
进一步地，步骤S4中所述超声波的频率为500-1000kHZ；所述微波频率为500MHZ-300GHZ。
进一步地，步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为0-30V，占空比为10-90％，脉冲时间为20-70分钟，频率大小及方向可调。
进一步地，步骤S6中所述所述固溶处理温度为470-500℃，固溶处理时间为30-50分钟；所述人工时效处理的温度为100-130℃，时效处理时间为3-6小时。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
(1)本发明的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，所述高性能铸铝合金中间熔体原料为按重量份计，包括：Si 0.5-1.2％，Cu 2.0-3.0％，Ni 0.05-0.1％，Ti0.05-0.1％，In 0.01-0.03％，Sc 0.1-0.4％，Gd 0.02-0.05％，Nd 0.01-0.05％，余量为Al和不可避免的杂质，各成分合理配伍，协同作用，能有效控制晶相的析出，有效起到钉扎晶界、细化晶粒的作用，为综合性能优异的铝合金材料提供基础。
(2)本发明的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，采用二次精炼，精炼过程中加入精炼剂，所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠8-12份、碳酸钠15-20份、氯化钾20-30份、磷酸铝钠1-4份，各原料协同作用，使得铝合金熔液精度更高，含杂质量更小，进而有效改善铝合金材料的综合性能。
(3)本发明的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，采用不同频率的电磁场进行处理，接着用超声波、微波处理，最后还在恒定磁场中进行处理，能有效改变金属凝固行为，通过电磁处理可以加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。
(4)本发明的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，热处理过程包括固溶处理和人工时效处理，比常规时效热处理工艺对铝合金的组织和性能的改善效果更加明显，能有效提高铝合金的强度和塑性。
(5)本发明的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，在时效处理过程中外加电脉冲，促进了空位的运动，加快了析出相的形核速度，同时由于正反电脉冲时效降低了铝合金基体内空位的浓度，析出相长大时的驱动力被减小，析出相的长大受到抑制，从而导致析出相细小弥散，提高了铝合金的强度，同时晶界析出的超微颗粒改善了铝合金的塑性，提高了其延伸率。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过100目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理20分钟；然后再高频电磁振荡场内处理5-10分钟；最后在等频率范围内处理10分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理5分钟，然后置于微波场中进行微波处理20分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为2500Gs，磁场处理的时间为15min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 0.5％，Cu 2.0％，Ni 0.05％，Ti0.05％，In 0.01％，Sc 0.1％，Gd 0.02％，Nd 0.01％，余量为Al和不可避免的杂质。
步骤S2中所述精炼的精炼温度为700℃，精炼时间为15min。
步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠8份、碳酸钠15份、氯化钾20份、磷酸铝钠1份。
步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为1HZ，此时中低占空比为15％；所述高频电磁振荡场频率为26HZ，此时中低占空比为25％；所述等频电磁振荡场频率为16HZ，此时中低占空比为30％。
步骤S3中所述电磁场达到设定值5000AT。
步骤S4中所述超声波的频率为500kHZ；所述微波频率为500MHZ。
步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为5V，占空比为10％，脉冲时间为20分钟，频率大小及方向可调。
步骤S6中所述所述固溶处理温度为470℃，固溶处理时间为30分钟；所述人工时效处理的温度为100℃，时效处理时间为3小时。
实施例2
一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过130目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1.2％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理22分钟；然后再高频电磁振荡场内处理6分钟；最后在等频率范围内处理13分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理6分钟，然后置于微波场中进行微波处理23分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为2800Gs，磁场处理的时间为16min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 0.7％，Cu 2.2％，Ni 0.07％，Ti0.07％，In 0.015％，Sc 0.2％，Gd 0.03％，Nd 0.02％，余量为Al和不可避免的杂质。
步骤S2中所述精炼的精炼温度为710℃，精炼时间为17min。
步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠9份、碳酸钠16份、氯化钾22份、磷酸铝钠2份。
步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为3HZ，此时中低占空比为25％；所述高频电磁振荡场频率为35HZ，此时中低占空比为30％；所述等频电磁振荡场频率为18HZ，此时中低占空比为40％。
步骤S3中所述电磁场达到设定值10000AT。
步骤S4中所述超声波的频率为650kHZ；所述微波频率为800MHZ。
步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为20V，占空比为30％，脉冲时间为40分钟，频率大小及方向可调。
步骤S6中所述所述固溶处理温度为480℃，固溶处理时间为35分钟；所述人工时效处理的温度为110℃，时效处理时间为4小时。
实施例3
一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过150目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1.5％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理25分钟；然后再高频电磁振荡场内处理7分钟；最后在等频率范围内处理15分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理7.5分钟，然后置于微波场中进行微波处理20-30分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为3000Gs，磁场处理的时间为17min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 0.9％，Cu 2.5％，Ni 0.07％，Ti0.08％，In 0.02％，Sc 0.25％，Gd 0.035％，Nd 0.03％，余量为Al和不可避免的杂质。
步骤S2中所述精炼的精炼温度为730℃，精炼时间为17min。
步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠10份、碳酸钠18份、氯化钾25份、磷酸铝钠2.5份。
步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为8HZ，此时中低占空比为45％；所述高频电磁振荡场频率为40HZ，此时中低占空比为45％；所述等频电磁振荡场频率为20HZ，此时中低占空比为30-60％。
步骤S3中所述电磁场达到设定值25000AT。
步骤S4中所述超声波的频率为800kHZ；所述微波频率为1000MHZ。
步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为20V，占空比为70％，脉冲时间为50分钟，频率大小及方向可调。
步骤S6中所述所述固溶处理温度为485℃，固溶处理时间为40分钟；所述人工时效处理的温度为115℃，时效处理时间为4.5小时。
实施例4
一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过190目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1.9％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理29分钟；然后再高频电磁振荡场内处理9分钟；最后在等频率范围内处理18分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理9分钟，然后置于微波场中进行微波处理28分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为3400Gs，磁场处理的时间为19min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 1.1％，Cu 2.9％，Ni 0.09％，Ti0.09％，In 0.028％，Sc 0.35％，Gd 0.045％，Nd 0.045％，余量为Al和不可避免的杂质。
步骤S2中所述精炼的精炼温度为745℃，精炼时间为19min。
步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠11份、碳酸钠19份、氯化钾28份、磷酸铝钠3份。
步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为13HZ，此时中低占空比为50％；所述高频电磁振荡场频率为48HZ，此时中低占空比为50％；所述等频电磁振荡场频率为24HZ，此时中低占空比为55％。
步骤S3中所述电磁场达到设定值40000AT。
步骤S4中所述超声波的频率为900kHZ；所述微波频率为200GHZ。
步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为26V，占空比为80％，脉冲时间为60分钟，频率大小及方向可调。
步骤S6中所述所述固溶处理温度为495℃，固溶处理时间为48分钟；所述人工时效处理的温度为125℃，时效处理时间为5.5小时。
实施例5
一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过200目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量2％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理30分钟；然后再高频电磁振荡场内处理10分钟；最后在等频率范围内处理20分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理10分钟，然后置于微波场中进行微波处理30分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为3500Gs，磁场处理的时间为20min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲。
优选地，步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 1.2％，Cu 3.0％，Ni0.1％，Ti 0.1％，In 0.03％，Sc 0.4％，Gd 0.05％，Nd 0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。
步骤S2中所述精炼的精炼温度为750℃，精炼时间为20min。
步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠12份、碳酸钠20份、氯化钾30份、磷酸铝钠4份。
步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为15HZ，此时中低占空比为55％；所述高频电磁振荡场频率为50HZ，此时中低占空比为55％；所述等频电磁振荡场频率为25HZ，此时中低占空比为60％。
步骤S3中所述电磁场达到设定值45000AT。
步骤S4中所述超声波的频率为1000kHZ；所述微波频率为300GHZ。
步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为30V，占空比为90％，脉冲时间为70分钟，频率大小及方向可调。
步骤S6中所述所述固溶处理温度为500℃，固溶处理时间为50分钟；所述人工时效处理的温度为130℃，时效处理时间为6小时。
对比例1
本例提供一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其与实施例1基本相同，不同的是没有步骤S3、不同频电磁处理。
对比例2
本例提供一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其与实施例1基本相同，不同的是没有步骤S4、超声波、微波处理。
对比例3
本例提供一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其与实施例1基本相同，不同的是没有稳定磁场处理。
为了进一步说明本发明实施例中所涉及的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺的有益技术效果，对以上实施例1-5及对比例1-3所述的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺制成的铝合金材料进行物理性能测试，测试结果见表1。
表1
项目 抗拉强度 延伸率 屈服强度 磨损量
单位 MPa ％ MPa mm/100H
测试标准 GB/T13822-1992 ASTMB577 GB/T228-2010 GB/T12444.1-1990
实施例1 560 15.0 195 0.15
实施例2 564 15.2 198 0.13
实施例3 569 15.3 201 0.10
实施例4 573 15.5 205 0.09
实施例5 575 15.8 209 0.08
对比例1 535 13.5 180 0.23
对比例2 522 13.3 183 0.25
对比例3 520 13.0 181 0.20
从表1可以看出，本发明实施例公开的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺制成的铝合金材料，抗拉强度≥560MPa，延伸率≥15.0％，屈服强度≥195MPa，磨损量≤0.15mm/100H；而对比例抗拉强度≤535MPa，延伸率≤13.5％，屈服强度≤180MPa，磨损量≥0.23mm/100H；可见不同频电磁处理、超声波、微波处理和稳定磁场处理对上述性能的改善都有益。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过100-200目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1-2%的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；
步骤S3、不同频电磁处理：将经过步骤S2制成的铸铝合金中间熔体置于低频电磁振荡场内，在电磁场下处理20-30分钟；然后再高频电磁振荡场内处理5-10分钟；最后在等频率范围内处理10-20分钟；
步骤S4、超声波、微波处理：将经过步骤S3电磁处理的铸铝合金中间熔体放入超声波下超声波处理5-10分钟，然后置于微波场中进行微波处理20-30分钟；
步骤S5、稳定磁场处理：将经过步骤S4微波处理后的铸铝合金中间熔体置于稳恒磁场中进行处理，磁场的强度为2500-3500Gs，磁场处理的时间为15-20min；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5处理的铸铝合金中间熔体依次进行固溶处理和人工时效处理，并在人工时效过程中加入电脉冲；
步骤S6中所述固溶处理温度为470-500℃，固溶处理时间为30-50分钟；所述人工时效处理的温度为100-130℃，时效处理时间为3-6小时。
2.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S1中所述铝合金原料，按重量份计，包括：Si 0.5-1.2％，Cu 2.0-3.0％，Ni 0.05-0.1％，Ti 0.05-0.1％，In 0.01-0.03％，Sc 0.1-0.4％，Gd 0.02-0.05％，Nd 0.01-0.05%，余量为Al和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S2中所述精炼的精炼温度为700-750℃，精炼时间为15-20min。
4.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S2中所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成：六氟硅酸钠8-12份、碳酸钠15-20份、氯化钾20-30份、磷酸铝钠1-4份。
5.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S3中所述低频电磁振荡场频率为1-15HZ，此时中低占空比为15-55%；所述高频电磁振荡场频率为26-50HZ，此时中低占空比为25-55%；所述等频电磁振荡场频率为16-25HZ，此时中低占空比为30-60%。
6.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S3中所述电磁场达到设定值5000-45000AT。
7.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S4中所述超声波的频率为500-1000kHZ；所述微波频率为500MHZ-300GHZ。
8.根据权利要求1所述的一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，步骤S6中所述电脉冲的参数为：电压为0-30V，占空比为10-90%，脉冲时间为20-70分钟，频率大小及方向可调。
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