CN112808977B - 降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,其属于金属铸造领域。步骤一、准备原料,步骤二、装炉,步骤三、熔化,步骤四、加合金,步骤五、取样设备检测,步骤六、取样,步骤七、转炉,步骤八、精炼,步骤九、扒渣、静置,步骤十、铸造,步骤十一、均匀化退火,步骤十二、测量偏析层厚度。与现有技术相比,本发明的有益效果是:第一、有效降低了高硅变形铝合金铸造的偏析厚度;第二、本发明在提升了高硅变形铝合金铸造铸锭的质量的同时也提升压力加工产品的力学性能和物理性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,其属于金属铸造领域。
背景技术
高硅变形铝合金,具有良好的耐热性、耐磨性和气密性,一般用于制造形态复杂、高载荷、气密性好的机械零部件。但是在铸造过程中控制不当容易造成铸锭偏析层厚度异常,影响压力加工产品质量。偏析是铝合金铸造凝固过程中的一种伴生现象,无法完全避免,也不能用高温均匀化使之消除。偏析也是使铸锭及其压力加工产品在力学性能和物理性能方面产生很大差异的重要原因。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的不足,提供一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,包括以下步骤:
步骤一、准备原料:将废料、铝锭、镁锭、Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Ti中间合金原料,按照重量百分比,称取一定的重量;
步骤二、装炉:原料称好后部分先装入熔炼炉,炉膛的温度为600℃-650℃,先装入废料,根据废料形态,先装入小块或薄片废料,其次再加入棒头等大块废料,再装入Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金,最后装入铝锭;
步骤三、熔化:熔炼炉点火进行熔化,熔炼炉炉膛温度为1100℃-1150℃,当炉膛内的原料熔化1/3时,开启永磁搅拌器进行搅拌,搅拌时间为20-60min;
步骤四、加合金:当熔炼炉内铝液温度在745℃-750℃时,先加入Al-Ti中间合金进行搅拌,电磁搅拌时间5分钟,然后人工再加入镁锭,在镁锭投入处均匀撒入无钠覆盖剂将其彻底覆盖,待其完全熔化后,用铁耙轻轻均匀地推向各处液面,然后电磁搅拌10分钟,人工搅拌5分钟;
步骤五、取样设备检测:取样前先检测取样勺和试样模是否有残铝等异物,若是有,取样勺需用涂料涮涂,并将取样勺在炉子内预热至少2分钟,在铝液中涮净取样勺,确认勺内涮洗干净;
步骤六、取样:当熔炼炉内铝液温度在720℃-730℃时,熔炼工在炉内取三个试样,第一个试样作为预热试样,倒入预热试样模内,对预热试样模预热,预热完将铝液直接倒出,然后第二个试样在炉膛的中心附近位置进行取样,第三个试样在距离炉膛内壁大于50厘米处进行取样,第二个试样和第三个试样的取样位置为炉膛高度的一半处,取样勺从炉膛内取出铝液,迅速倒入预热的试样模内,最终试样结果要求应为无裂纹、无夹渣和气孔;
步骤七、转炉:步骤六中试样结果符合要求后,将铝液温度升温至740℃-750℃时转炉至精炼炉,转炉前,应把流道残铝、残渣及杂物必须清理,流道破损的位置用修补料进行修补,然后均匀刷上涂料;
步骤八、精炼:在精炼炉中通过精炼管加入精炼剂,进行精炼并除气除渣作业,设定精炼时间15-20min,精炼剂喷射时间达到设定值时,拔出精炼管,关闭氩气阀开关;
步骤九、扒渣、静置:用工具扒出浮渣,熔体表面不能存在浮渣,并在熔体表面均匀撒入不少于6-10kg覆盖剂,全部覆盖炉内熔体表面,然后静置15-20min;
步骤十、铸造:铸造前精炼炉铝液温度设置范围为740℃-750℃,铸造前需要将流槽中铝液的液面高度设置范围为90mm-110mm,降低熔体静力,铸造速度设置范围为45mm/min-48mm/min,控制水量设置范围为3000-4000L/min,铸造过程中流槽温度设置为710℃-730℃,启动铸造程序,开始铸造,先在精炼炉,然后转入流槽,经过滤箱,最后到达铸造模具,铸造过程中精炼炉控制铝液温度在740℃-750℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在715℃-725℃,铸造工程中铸造速度和控制水量设置后均无变化,转入流盘目的为了是控制液面高度和保证模具内铝液温度;
步骤十一、均匀化退火:铸造结束后,将铸锭转入均热炉,当炉气温度为160℃时装炉,经过230min升温至540℃,保温时间560-600min,然后再转入冷却室,强风压0.01-0.02MPa,冷却70min,水压为0.05-0.1MPa,冷却80min至室温后出冷却室;
步骤十二、测量偏析层厚度:①锯切铸锭试片,试片厚度为15mm,在试片边部任意位置,取大小为25mm长*25mm宽*15mm高的试样;②取样后研磨,研磨结果需保证试样研磨面为平面,磨痕为最后一道砂纸留下的痕迹,研磨后抛光,抛光至试样研磨痕迹消失,表面光滑;③抛光后腐蚀,腐蚀液配比要求为HCI:HF:H20=40ml:80ml:880ml,腐蚀要注意腐蚀时间,腐蚀结果需保证使用金相显微镜能够清楚观察到试样的显微组织,时间为20-30min;④金相观察:显微镜倍数100倍,边部偏析层跟正常组织颜色不同,偏析层腐蚀后颜色发暗,晶粒组织大小不均匀,正常组织腐蚀后颜色较明亮,呈现正常的晶粒组织,大小均匀,对试样偏析层厚度进行判定,偏析层厚度范围为350um-450um,判定合格。
优选地,所述步骤一中的原料由以下组分按照重量百分比组成:废料30%-40%、铝锭40%-50%、镁锭1%-2%和Al-Ti中间合金0.5%-1.5%,Al-Si中间合金3%-4%、Al-Fe中间合金1%-2%、Al-Cu中间合金0.5%-1.5%、Al-Mn中间合金2%-3%和Al-Cr中间合金1%-2%。
优选地,所述步骤二或步骤三中的废料为铸棒的切头尾和后续压力加工产品的一些废品。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明将流槽中的铝液高度设置范围为90mm-110mm,降低熔体的静压力;铸造速度设置范围为45mm/min-48mm/min,加快二次冷却见水速度,降低偏析厚度;铸造过程中流槽温度设置为710℃-730℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在715℃-725℃,降低初始凝壳厚度,第一、有效降低了高硅变形铝合金铸造的偏析厚度;第二、本发明在提升了高硅变形铝合金铸造铸锭的质量的同时也提升压力加工产品的力学性能和物理性能。
附图说明:
图1为本发明高硅铝合金铸锭实施例1中的显微组织下的照片图。
图2为本发明高硅铝合金铸锭实施例2中的显微组织下的照片图。
图3为本大明高硅铝合金铸锭实施例3中的显微组织下的照片图。
图4为现有技术中高硅铝合金铸锭显微组织下的照片图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
实施例一
一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,包括以下步骤:
步骤一、准备原料:将废料、铝锭、镁锭、Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Ti中间合金原料,按照重量百分比,称取一定的重量;
步骤二、装炉:原料称好后部分先装入熔炼炉,炉膛的温度为600℃-650℃,先装入废料,根据废料形态,先装入小块或薄片废料,其次再加入棒头等大块废料,再装入Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金,最后装入铝锭;
步骤三、熔化:熔炼炉点火进行熔化,熔炼炉炉膛温度为1100℃-1150℃,当炉膛内的原料熔化1/3时,开启永磁搅拌器进行搅拌,搅拌时间为20-60min;
步骤四、加合金:当熔炼炉内铝液温度在745℃-750℃时,先加入Al-Ti中间合金进行搅拌,电磁搅拌时间5分钟,然后人工再加入镁锭,在镁锭投入处均匀撒入无钠覆盖剂将其彻底覆盖,待其完全熔化后,用铁耙轻轻均匀地推向各处液面,然后电磁搅拌10分钟,人工搅拌5分钟;
步骤五、取样设备检测:取样前先检测取样勺和试样模是否有残铝等异物,若是有,取样勺需用涂料涮涂,并将取样勺在炉子内预热至少2分钟,在铝液中涮净取样勺,确认勺内涮洗干净;
步骤六、取样:当熔炼炉内铝液温度在720℃-730℃时,熔炼工在炉内取三个试样,第一个试样作为预热试样,倒入预热试样模内,对预热试样模预热,预热完将铝液直接倒出,然后第二个试样在炉膛的中心附近位置进行取样,第三个试样在距离炉膛内壁大于50厘米处进行取样,第二个试样和第三个试样的取样位置为炉膛高度的一半处,取样勺从炉膛内取出铝液,迅速倒入预热的试样模内,最终试样结果要求应为无裂纹、无夹渣和气孔;
步骤七、转炉:步骤六中试样结果符合要求后,将铝液温度升温至740℃-750℃时转炉至精炼炉,转炉前,应把流道残铝、残渣及杂物必须清理,流道破损的位置用修补料进行修补,然后均匀刷上涂料;
步骤八、精炼:在精炼炉中通过精炼管加入精炼剂,进行精炼并除气除渣作业,设定精炼时间15-20min,精炼剂喷射时间达到设定值时,拔出精炼管,关闭氩气阀开关;
步骤九、扒渣、静置:用工具扒出浮渣,熔体表面不能存在浮渣,并在熔体表面均匀撒入不少于6-10kg覆盖剂,全部覆盖炉内熔体表面,然后静置15-20min;
步骤十、铸造:铸造前精炼炉铝液温度设置范围为740℃,铸造前需要将流槽中铝液的液面高度设置范围为90mm,降低熔体静力,铸造速度设置范围为45mm/min,控制水量设置范围为3000L/min,铸造过程中流槽温度设置为710℃,启动铸造程序,开始铸造,先在精炼炉,然后转入流槽,经过滤箱,最后到达铸造模具,铸造过程中精炼炉控制铝液温度在740℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在715℃,铸造工程中铸造速度和控制水量设置后均无变化,转入流盘目的为了是控制液面高度和保证模具内铝液温度;
步骤十一、均匀化退火:铸造结束后,将铸锭转入均热炉,当炉气温度为160℃时装炉,经过230min升温至540℃,保温时间560min,然后再转入冷却室,强风压0.01-0.02MPa,冷却70min,水压为0.05-0.1MPa,冷却80min至室温后出冷却室;
步骤十二、测量偏析层厚度:①锯切铸锭试片,试片厚度为15mm,在试片边部任意位置,取大小为25mm长*25mm宽*15mm高的试样;②取样后研磨,研磨结果需保证试样研磨面为平面,磨痕为最后一道砂纸留下的痕迹,研磨后抛光,抛光至试样研磨痕迹消失,表面光滑;③抛光后腐蚀,腐蚀液配比要求为HCI:HF:H20=40ml:80ml:880ml,腐蚀要注意腐蚀时间,腐蚀结果需保证使用金相显微镜能够清楚观察到试样的显微组织,时间为20-30min;④金相观察:显微镜倍数100倍,边部偏析层跟正常组织颜色不同,偏析层腐蚀后颜色发暗,晶粒组织大小不均匀,正常组织腐蚀后颜色较明亮,呈现正常的晶粒组织,大小均匀,对试样偏析层厚度进行判定,偏析层厚度范围为350um,判定合格。
所述步骤一中的原料由以下组分按照重量百分比组成:废料30%、铝锭50%、镁锭2%和Al-Ti中间合金1.5%,Al-Si中间合金4%、Al-Fe中间合金2%、Al-Cu中间合金1.5%、Al-Mn中间合金3%和Al-Cr中间合金2%。
所述步骤二或步骤三中的废料为铸棒的切头尾和后续压力加工产品的一些废品。
实施例二
一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,包括以下步骤:
步骤一、准备原料:将废料、铝锭、镁锭、Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Ti中间合金原料,按照重量百分比,称取一定的重量;
步骤二、装炉:原料称好后部分先装入熔炼炉,炉膛的温度为600℃-650℃,先装入废料,根据废料形态,先装入小块或薄片废料,其次再加入棒头等大块废料,再装入Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金,最后装入铝锭;
步骤三、熔化:熔炼炉点火进行熔化,熔炼炉炉膛温度为1100℃-1150℃,当炉膛内的原料熔化1/3时,开启永磁搅拌器进行搅拌,搅拌时间为20-60min;
步骤四、加合金:当熔炼炉内铝液温度在745℃-750℃时,先加入Al-Ti中间合金进行搅拌,电磁搅拌时间5分钟,然后人工再加入镁锭,在镁锭投入处均匀撒入无钠覆盖剂将其彻底覆盖,待其完全熔化后,用铁耙轻轻均匀地推向各处液面,然后电磁搅拌10分钟,人工搅拌5分钟;
步骤五、取样设备检测:取样前先检测取样勺和试样模是否有残铝等异物,若是有,取样勺需用涂料涮涂,并将取样勺在炉子内预热至少2分钟,在铝液中涮净取样勺,确认勺内涮洗干净;
步骤六、取样:当熔炼炉内铝液温度在720℃-730℃时,熔炼工在炉内取三个试样,第一个试样作为预热试样,倒入预热试样模内,对预热试样模预热,预热完将铝液直接倒出,然后第二个试样在炉膛的中心附近位置进行取样,第三个试样在距离炉膛内壁大于50厘米处进行取样,第二个试样和第三个试样的取样位置为炉膛高度的一半处,取样勺从炉膛内取出铝液,迅速倒入预热的试样模内,最终试样结果要求应为无裂纹、无夹渣和气孔;
步骤七、转炉:步骤六中试样结果符合要求后,将铝液温度升温至740℃-750℃时转炉至精炼炉,转炉前,应把流道残铝、残渣及杂物必须清理,流道破损的位置用修补料进行修补,然后均匀刷上涂料;
步骤八、精炼:在精炼炉中通过精炼管加入精炼剂,进行精炼并除气除渣作业,设定精炼时间15-20min,精炼剂喷射时间达到设定值时,拔出精炼管,关闭氩气阀开关;
步骤九、扒渣、静置:用工具扒出浮渣,熔体表面不能存在浮渣,并在熔体表面均匀撒入不少于6-10kg覆盖剂,全部覆盖炉内熔体表面,然后静置15-20min;
步骤十、铸造:铸造前精炼炉铝液温度设置范围为750℃,铸造前需要将流槽中铝液的液面高度设置范围为110mm,降低熔体静力,铸造速度设置范围为48mm/min,控制水量设置范围为4000L/min,铸造过程中流槽温度设置为730℃,启动铸造程序,开始铸造,先在精炼炉,然后转入流槽,经过滤箱,最后到达铸造模具,铸造过程中精炼炉控制铝液温度在750℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在725℃,铸造工程中铸造速度和控制水量设置后均无变化,转入流盘目的为了是控制液面高度和保证模具内铝液温度;
步骤十一、均匀化退火:铸造结束后,将铸锭转入均热炉,当炉气温度为160℃时装炉,经过230min升温至540℃,保温时间600min,然后再转入冷却室,强风压0.01-0.02MPa,冷却70min,水压为0.05-0.1MPa,冷却80min至室温后出冷却室;
步骤十二、测量偏析层厚度:①锯切铸锭试片,试片厚度为15mm,在试片边部任意位置,取大小为25mm长*25mm宽*15mm高的试样;②取样后研磨,研磨结果需保证试样研磨面为平面,磨痕为最后一道砂纸留下的痕迹,研磨后抛光,抛光至试样研磨痕迹消失,表面光滑;③抛光后腐蚀,腐蚀液配比要求为HCI:HF:H20=40ml:80ml:880ml,腐蚀要注意腐蚀时间,腐蚀结果需保证使用金相显微镜能够清楚观察到试样的显微组织,时间为20-30min;④金相观察:显微镜倍数100倍,边部偏析层跟正常组织颜色不同,偏析层腐蚀后颜色发暗,晶粒组织大小不均匀,正常组织腐蚀后颜色较明亮,呈现正常的晶粒组织,大小均匀,对试样偏析层厚度进行判定,偏析层厚度范围为450um,判定合格。
所述步骤一中的原料由以下组分按照重量百分比组成:废料40%、铝锭40%、镁锭1%和Al-Ti中间合金0.5%,Al-Si中间合金3%、Al-Fe中间合金1%、Al-Cu中间合金0.5%、Al-Mn中间合金2%和Al-Cr中间合金1%。
所述步骤二或步骤三中的废料为铸棒的切头尾和后续压力加工产品的一些废品。
实施例三
一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,包括以下步骤:
步骤一、准备原料:将废料、铝锭、镁锭、Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Ti中间合金原料,按照重量百分比,称取一定的重量;
步骤二、装炉:原料称好后部分先装入熔炼炉,炉膛的温度为600℃-650℃,先装入废料,根据废料形态,先装入小块或薄片废料,其次再加入棒头等大块废料,再装入Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金,最后装入铝锭;
步骤三、熔化:熔炼炉点火进行熔化,熔炼炉炉膛温度为1100℃-1150℃,当炉膛内的原料熔化1/3时,开启永磁搅拌器进行搅拌,搅拌时间为20-60min;
步骤四、加合金:当熔炼炉内铝液温度在745℃-750℃时,先加入Al-Ti中间合金进行搅拌,电磁搅拌时间5分钟,然后人工再加入镁锭,在镁锭投入处均匀撒入无钠覆盖剂将其彻底覆盖,待其完全熔化后,用铁耙轻轻均匀地推向各处液面,然后电磁搅拌10分钟,人工搅拌5分钟;
步骤五、取样设备检测:取样前先检测取样勺和试样模是否有残铝等异物,若是有,取样勺需用涂料涮涂,并将取样勺在炉子内预热至少2分钟,在铝液中涮净取样勺,确认勺内涮洗干净;
步骤六、取样:当熔炼炉内铝液温度在720℃-730℃时,熔炼工在炉内取三个试样,第一个试样作为预热试样,倒入预热试样模内,对预热试样模预热,预热完将铝液直接倒出,然后第二个试样在炉膛的中心附近位置进行取样,第三个试样在距离炉膛内壁大于50厘米处进行取样,第二个试样和第三个试样的取样位置为炉膛高度的一半处,取样勺从炉膛内取出铝液,迅速倒入预热的试样模内,最终试样结果要求应为无裂纹、无夹渣和气孔;
步骤七、转炉:步骤六中试样结果符合要求后,将铝液温度升温至740℃-750℃时转炉至精炼炉,转炉前,应把流道残铝、残渣及杂物必须清理,流道破损的位置用修补料进行修补,然后均匀刷上涂料;
步骤八、精炼:在精炼炉中通过精炼管加入精炼剂,进行精炼并除气除渣作业,设定精炼时间15-20min,精炼剂喷射时间达到设定值时,拔出精炼管,关闭氩气阀开关;
步骤九、扒渣、静置:用工具扒出浮渣,熔体表面不能存在浮渣,并在熔体表面均匀撒入不少于6-10kg覆盖剂,全部覆盖炉内熔体表面,然后静置15-20min;
步骤十、铸造:铸造前精炼炉铝液温度设置范围为745℃,铸造前需要将流槽中铝液的液面高度设置范围为100mm,降低熔体静力,铸造速度设置范围为46mm/min,控制水量设置范围为3500L/min,铸造过程中流槽温度设置为720℃,启动铸造程序,开始铸造,先在精炼炉,然后转入流槽,经过滤箱,最后到达铸造模具,铸造过程中精炼炉控制铝液温度在745℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在720℃,铸造工程中铸造速度和控制水量设置后均无变化,转入流盘目的为了是控制液面高度和保证模具内铝液温度;
步骤十一、均匀化退火:铸造结束后,将铸锭转入均热炉,当炉气温度为160℃时装炉,经过230min升温至540℃,保温时间580min,然后再转入冷却室,强风压0.01-0.02MPa,冷却70min,水压为0.05-0.1MPa,冷却80min至室温后出冷却室;
步骤十二、测量偏析层厚度:①锯切铸锭试片,试片厚度为15mm,在试片边部任意位置,取大小为25mm长*25mm宽*15mm高的试样;②取样后研磨,研磨结果需保证试样研磨面为平面,磨痕为最后一道砂纸留下的痕迹,研磨后抛光,抛光至试样研磨痕迹消失,表面光滑;③抛光后腐蚀,腐蚀液配比要求为HCI:HF:H20=40ml:80ml:880ml,腐蚀要注意腐蚀时间,腐蚀结果需保证使用金相显微镜能够清楚观察到试样的显微组织,时间为20-30min;④金相观察:显微镜倍数100倍,边部偏析层跟正常组织颜色不同,偏析层腐蚀后颜色发暗,晶粒组织大小不均匀,正常组织腐蚀后颜色较明亮,呈现正常的晶粒组织,大小均匀,对试样偏析层厚度进行判定,偏析层厚度范围为400um,判定合格。
所述步骤一中的原料由以下组分按照重量百分比组成:废料35%、铝锭45%、镁锭1.5%和Al-Ti中间合金1.0%,Al-Si中间合金3.5%、Al-Fe中间合金1.5%、Al-Cu中间合金1.0%、Al-Mn中间合金2.5%和Al-Cr中间合金1.5%。
所述步骤二或步骤三中的废料为铸棒的切头尾和后续压力加工产品的一些废品。
为了更好地体现本发明专利的有益性,将上述实施例及对比例的力学性能指标测试结果描述如下:
力学性能指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 |
抗拉强度(MPa) | 385 | 392 | 387 | 370 |
屈服强度(MPa) | 334 | 331 | 340 | 328 |
延伸率(%) | 9.3 | 9.5 | 9.2 | 8.2 |
硬度(HB) | 41 | 40 | 42 | 45 |
上述对比例中为公开号为CN104745897A高硅铝合金铸锭,通过实施例1-3与对比例的力学性能指标测试结果对比分析,从抗拉强度、屈服强度、延伸率和硬度等方面来看,实施例相比对比例,都有明显的优势。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一、准备原料:将废料、铝锭、镁锭、Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金、Al-Ti中间合金原料,按照重量百分比,称取一定的重量;
步骤二、装炉:原料称好后部分先装入熔炼炉,炉膛的温度为600℃-650℃,先装入废料,根据废料形态,先装入小块或薄片废料,其次再加入棒头等大块废料,再装入Al-Si中间合金、Al-Fe中间合金、Al-Cu中间合金、Al-Mn中间合金、Al-Cr中间合金,最后装入铝锭;
步骤三、熔化:熔炼炉点火进行熔化,熔炼炉炉膛温度为1100℃-1150℃,当炉膛内的原料熔化1/3时,开启永磁搅拌器进行搅拌,搅拌时间为20-60min;
步骤四、加合金:当熔炼炉内铝液温度在745℃-750℃时,先加入Al-Ti中间合金进行搅拌,电磁搅拌时间5分钟,然后人工再加入镁锭,在镁锭投入处均匀撒入无钠覆盖剂将其彻底覆盖,待其完全熔化后,用铁耙轻轻均匀地推向各处液面,然后电磁搅拌10分钟,人工搅拌5分钟;
步骤五、取样设备检测:取样前先检测取样勺和试样模是否有残铝等异物,若是有,取样勺需用涂料涮涂,并将取样勺在炉子内预热至少2分钟,在铝液中涮净取样勺,确认勺内涮洗干净;
步骤六、取样:当熔炼炉内铝液温度在720℃-730℃时,熔炼工在炉内取三个试样,第一个试样作为预热试样,倒入预热试样模内,对预热试样模预热,预热完将铝液直接倒出,然后第二个试样在炉膛的中心附近位置进行取样,第三个试样在距离炉膛内壁大于50厘米处进行取样,第二个试样和第三个试样的取样位置为炉膛高度的一半处,取样勺从炉膛内取出铝液,迅速倒入预热的试样模内,最终试样结果要求应为无裂纹、无夹渣和气孔;
步骤七、转炉:步骤六中试样结果符合要求后,将铝液温度升温至740℃-750℃时转炉至精炼炉,转炉前,把流道残铝、残渣及杂物清理,流道破损的位置用修补料进行修补,然后均匀刷上涂料;
步骤八、精炼:在精炼炉中通过精炼管加入精炼剂,进行精炼并除气除渣作业,设定精炼时间15-20min,精炼剂喷射时间达到设定值时,拔出精炼管,关闭氩气阀开关;
步骤九、扒渣、静置:用工具扒出浮渣,熔体表面不能存在浮渣,并在熔体表面均匀撒入不少于6-10kg覆盖剂,全部覆盖炉内熔体表面,然后静置15-20min;
步骤十、铸造:铸造前精炼炉铝液温度设置范围为740℃-750℃,铸造前需要将流槽中铝液的液面高度设置范围为90mm-110mm,降低熔体静力,铸造速度设置范围为45mm/min-48mm/min,控制水量设置范围为3000-4000L/min,铸造过程中流槽温度设置为710℃-730℃,启动铸造程序,开始铸造,先在精炼炉,然后转入流槽,经过滤箱,最后到达铸造模具,铸造过程中精炼炉控制铝液温度在740℃-750℃,铸造过程中铸造模具内铝液的温度控制在715℃-725℃,铸造过程中铸造速度和控制水量设置后均无变化,转入流槽目的为了是控制液面高度和保证模具内铝液温度;
步骤十一、均匀化退火:铸造结束后,将铸锭转入均热炉,当炉气温度为160℃时装炉,经过230min升温至540℃,保温时间560-600min,然后再转入冷却室,强风压0.01-0.02MPa,冷却70min,水压为0.05-0.1MPa,冷却80min至室温后出冷却室;
步骤十二、测量偏析层厚度:①锯切铸锭试片,试片厚度为15mm,在试片边部任意位置,取大小为25mm长*25mm宽*15mm高的试样;②取样后研磨,研磨结果需保证试样研磨面为平面,磨痕为最后一道砂纸留下的痕迹,研磨后抛光,抛光至试样研磨痕迹消失,表面光滑;③抛光后腐蚀,腐蚀液配比要求为HCI:HF:H2O=40ml:80ml:880ml,腐蚀要注意腐蚀时间,腐蚀结果需保证使用金相显微镜能够清楚观察到试样的显微组织,时间为20-30min;④金相观察:显微镜倍数100倍,边部偏析层跟正常组织颜色不同,偏析层腐蚀后颜色发暗,晶粒组织大小不均匀,正常组织腐蚀后颜色较明亮,呈现正常的晶粒组织,大小均匀,对试样偏析层厚度进行判定,偏析层厚度范围为350um-450um,判定合格。
2.根据权利要求1所述的降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,其特征在于:所述步骤一中的原料由以下组分按照重量百分比组成:废料30%-40%、铝锭40%-50%、镁锭1%-2%和Al-Ti中间合金0.5%-1.5%外,Al-Si中间合金3%-4%、Al-Fe中间合金1%-2%、Al-Cu中间合金0.5%-1.5%、Al-Mn中间合金2%-3%和Al-Cr中间合金1%-2%。
3.根据权利要求1所述的降低高硅变形铝合金铸锭偏析厚度的方法,其特征在于:所述步骤二或步骤三中的废料为铸棒的切头尾和后续压力加工产品的一些废品。
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