CN113637859B - 一种铝合金及其挤压铸造方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金及其挤压铸造方法及设备，属于铝合金挤压铸造技术领域，该方法包括：向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到730‑780℃，使纯铝锭熔融成为铝液；向铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌10‑20分钟后，获得第一预混液；将速熔硅投入到第一预混液中，待反应完全后进行除气处理，静置后添加Al‑Ti‑B中间合金和Al‑RE混合轻稀土，保温30‑80min，搅拌后静置，获得熔体；将熔体消泡并除渣后在振荡磁场内进行浇注，得到铸件，冷却至室温后经过固溶和时效处理，得到铝合金。该发明能够避免由于镁的密度较小单独投料时上浮到液面以上导致不利于熔解的情况，且获得铝合金的抗拉强度≥480MPa，延伸率≥6％。

Description

一种铝合金及其挤压铸造方法及设备
技术领域
本发明涉及铝合金挤压铸造技术领域，具体而言，涉及一种铝合金及其挤压铸造方法及设备。
背景技术
铝合金以其丰富的资源、显著的低密度和高比强度成为当前最有吸引力和最有前途的金属结构材料。现有压铸成型技术主要采用Al-Si系材料进行压铸，由于Si元素是改善流动性能的主要成份，从共晶到过共晶都能得到最好的流动性，且可改善抗拉强度、硬度、切削性以及高温时强度，但材料性能提升有限，无法满足需要较高强度的应用工况。而铝合金中固溶进铜，机械性能可以提高，切削性变好，但耐蚀性降低，容易发生热间裂痕，而铜含量超过1.25％可以明显增加合金的强度与硬度，但Al-Cu的析出，使得压铸后会收缩，继而转为膨胀，使铸件尺寸不稳定。
挤压铸造是将一定量的被铸金属液直接浇注入涂有润滑剂的型腔中，并持续施加机械静压力，利用金属铸造凝固成形时易流动和锻造技术使已凝固的硬壳产生塑性变形，使金属在压力下结晶凝固并强制消除因凝固收缩形成的缩孔缩松，以获得无铸造缺陷的液态模锻制件，而在铝合金挤压制造工艺中，当需向熔液中投入密度较小的材料时，容易漂浮在液面以上，因此需人工使用工具按压入液面内，操作困难，费时费力，且存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明解决的问题是现有技术中铝合金强度低、尺寸不稳定，且在铝合金挤压制造工艺中，当需向熔液中投入密度较小的材料时，容易漂浮在液面以上，因此需人工使用工具按压入液面内，操作困难，费时费力，且存在较大的安全隐患中的至少一个方面。
为解决上述问题，本发明提供一种铝合金挤压铸造方法，包括如下步骤：
步骤S1，向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到730-780℃，使所述纯铝锭熔融成为铝液；
步骤S2，向所述铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由所述铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌10-20分钟后，获得第一预混液；
步骤S3，将速熔硅投入到第一预混液中，待反应完全后，在温度为730-750℃下进行除气处理，静置10-15min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温30-80min，搅拌后静置，获得熔体；
步骤S4，将所述熔体消泡并除渣后在振荡磁场内进行浇注，得到铸件，冷却至室温后经过固溶和时效处理，得到铝合金。
较佳地，所述除气处理包括：通入氮气或惰性气体进行除气处理。
较佳地，所述消泡剂为所述熔体的0.3-0.5wt％。
较佳地，所述振荡磁场的机械振动频率为400-750Hz，磁感应强度为6-10T。
较佳地，所述固溶和时效处理包括：在440-480℃下固溶8-12h后随炉冷却，再在230-260℃下时效8-16h。
与现有技术比较，本发明一方面，由于镁的密度较小，且熔点低于铝铜合金，当由所述铝铜合金包套包裹的纯镁锭加入到铝液中后，直接进入到铝液液面以下，且先于铝铜合金熔化，待铝铜合金熔化后，纯镁锭直接以液体形态至于铝液中，且铝与镁能形成有限固溶体，在提高合金强度和硬度的同时，也能拓宽凝固区改善铸造性能；另一方面，通过挤压铸造成型工艺制备的高硅铝合金产品，在金属液熔炼过程中会带入有害Fe元素，Fe元素会在熔体中形成针状的FeAl3和Al-Fe-Si等中间化合物，此类化合物严重削弱产品的力学性能，通过添加Mn元素合金化处理可以中和Fe元素，形成有利于产品性能的第二相组织，锌与铝结合提高室温强度，锌与稀土元素结合，形成强度较高的沉淀强化镁合金，同时也能减轻铁存在而引起的腐蚀；又一方面，Al-Ti-B以及Al－RE混合轻稀土的加入，使得合金凝固时存在Al3Ti、Al3La、Al3Ce三种异质晶核，它们可以单独作为异质晶核，也可以两种或三种同时作为初生α－Al异质晶核，能充分细化合金组织中粗大的初生Si相和改善长针状的共晶Si相形貌，使合金铸件晶粒细化，最终获得，铝合金的抗拉强度≥480MPa，延伸率≥6％。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种铝合金，用于根据所述的铝合金挤压铸造方法制备，所述铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：4-6％、Zn：0.1-0.3％、Si：8-10％、Fe：0.1-0.3％、Mn：0.05-0.2％、Mg：0.2-0.5％、Al-Ti-B：0.1-0.25％、Al-RE：0.02-0.05％，余量为铝和不可避免的杂质，且所述杂质含量低于0.5％。
本发明所述的铝合金与所述铝合金挤压铸造方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种铝合金挤压铸造设备，包括金属熔炉、挤压铸造装置以及设置于所述挤压铸造装置外部的振荡磁场结构，且所述金属熔炉与所述挤压铸造装置相连接，用于将所述金属熔炉内的熔液导出至所述挤压铸造装置进行铝合金的挤压铸造。
较佳地，所述金属熔炉包括炉体和与所述炉体相连接的阻料结构，且所述阻料结构设置于所述炉体的最低液面以下，用以使后投放的材料始终在铝液面以下。
较佳地，所述阻料结构包括电机、转轴和挡板，所述电机与所述炉体的外壁相连接，所述转轴与所述炉体的内壁相连接，所述转轴与所述挡板相连接，且所述转轴适于在电机的驱动下带动所述挡板在所述炉体内部转动，以使所述后投放的材料始终在铝液面以下。
较佳地，所述铝合金挤压铸造设备还包括载有电磁感应器的移动车架，所述炉体的底部设置与所述电感感应器滑动连接的圆形螺旋滑道。
与现有技术相比，本发明的金属熔炉，能够保证所有投放的材料始终在铝液面以下，结构简单，操作方便且安全；振荡磁场结构，能够在挤压铸造装置内部的铝合金固液界面起作用，使得晶粒细化，微观组织更加致密，气孔、裂纹明显减少，元素分布更加均匀，元素偏析基本消除，从而很大程度上提高了材料的强度，结构简单。
附图说明
图1为本发明实施例中铝合金挤压铸造方法的流程图；
图2为本发明实施例中铝合金挤压铸造设备的部分结构示意图；
图3为本发明实施例中铝合金挤压铸造设备中金属熔炉的炉体底部的结构示意图；
图4为图2中挡板的俯视图。
附图标记说明：
1-炉体、11-圆形螺旋滑道；2-阻料结构、21-电机、22-转轴、23-挡板；3-移动车架；4-电磁感应器。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本发明的描述中，需要理解的是，附图中“X”的正向代表右方，“X”的反向代表左方，“Y”的正向代表后方，“Y”的反向代表前方，“Z”的正向代表上方，“Z”的反向代表下方，且术语“X”、“Y”和“Z”指示的方位或位置关系为基于说明书附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请实施例的描述中，术语“一些优选实施例中”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个优选实施例或优选示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
结合图1所示，本发明的实施例提供了一种铝合金挤压铸造方法，包括如下步骤：
步骤S1，向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到730-780℃，使纯铝锭熔融成为铝液；
步骤S2，向铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌10-20分钟后，获得第一预混液；
步骤S3，将速熔硅投入到第一预混液中，待反应完全后，在温度为730-750℃下进行除气处理，静置10-15min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温30-80min，搅拌后静置，获得熔体；
步骤S4，将熔体消泡并除渣后在振荡磁场内进行浇注，得到铸件，冷却至室温后经过固溶和时效处理，得到铝合金。
本实施例中，一方面，纯镁锭的熔点低于铝铜合金，当由铝铜合金包套包裹的纯镁锭加入到铝液中后，直接进入到铝液液面以下，且先于铝铜合金熔化，待铝铜合金熔化后，纯镁锭直接以液体形态至于铝液中，避免由于镁的密度较小单独投料时上浮到液面以上导致不利于熔解的情况，且铝与镁能形成有限固溶体，在提高合金强度和硬度的同时，也能拓宽凝固区改善铸造性能。另一方面，通过挤压铸造成型工艺制备的高硅铝合金产品，在金属液熔炼过程中会带入有害Fe元素，Fe元素会在熔体中形成针状的FeAl3和Al-Fe-Si等中间化合物，此类化合物严重削弱产品的力学性能，通过添加Mn元素合金化处理可以中和Fe元素，形成有利于产品性能的第二相组织，而锌与铝结合能够提高室温强度，锌与稀土元素结合，形成强度较高的沉淀强化镁合金，同时也能减轻铁存在而引起的腐蚀；又一方面，Al-Ti-B以及Al－RE混合轻稀土的加入，使得合金凝固时存在Al3Ti、Al3La、Al3Ce三种异质晶核，它们可以单独作为异质晶核，也可以两种或三种同时作为初生α－Al异质晶核，能充分细化合金组织中粗大的初生Si相和改善长针状的共晶Si相形貌，使合金铸件晶粒细化，最终获得铝合金的抗拉强度≥480MPa，延伸率≥6％。
在一些优选的实施例中，除气处理包括：通入氮气或惰性气体进行除气处理，能够将铝合金熔液内氢气带出，净化铝合金熔液,，提高铝合金铸件质量。
在一些优选的实施例中，消泡剂为熔体的0.3-0.5wt％。消泡效果好。在一些具体的实施例中，消泡剂为熔体的0.4wt％，节省原料的同时，还能使得消泡效果好。
在一些优选的实施例中，振荡磁场的机械振动频率为400-750Hz，磁感应强度为6-10T。在一些具体的实施例中，机械振动频率为550Hz，磁感应强度为8T，使得颗粒细化效果好。
本实施例通过振荡磁场能够在挤压铸造时对铝合金固液界面起作用，使得晶粒细化，微观组织更加致密，气孔、裂纹明显减少，元素分布更加均匀，元素偏析基本消除，从而很大程度上提高了材料的强度。
在一些优选的实施例中，固溶和时效处理包括：在440-480℃下固溶8-12h后随炉冷却，再在230-260℃下时效8-16h。
本实施例中，通过固溶处理，有利于消除合金组织中的偏析问题，使非平衡相熔解于基体中，从而消除铸件内存在的区域偏析、晶内偏析，使得合金的成分均匀化，进而提高合金的性能，通过时效处理，合金强化相沉淀析出，合金性能发生变化，强度、硬度增高。同时，本实施例对稀土铝合金进行固溶时效处理，使得铝合金含量稳定，晶粒细小，球化效果好，第二相形态改变，使得合金性能提高，而且工艺简单、安全可靠，操作方便。
本发明实施例还提供一种铝合金，根据的铝合金挤压铸造方法制备，铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：4-6％、Zn：0.1-0.3％、Si：8-10％、Fe：0.1-0.3％、Mn：0.05-0.2％、Mg：0.2-0.5％、Al-Ti-B：0.1-0.25％、Al-RE：0.02-0.05％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本发明的铝合金与铝合金挤压铸造方法相对于现有技术的优势相同，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种铝合金挤压铸造设备，包括金属熔炉、挤压铸造装置以及设置于挤压铸造装置外部的振荡磁场结构，且金属熔炉与挤压铸造装置相连接，用于将金属熔炉内的熔液导出至挤压铸造装置进行铝合金的挤压铸造。
本实施例中在金属熔炉中形成熔体并经过消泡除渣后转入挤压铸造装置中在外部振荡磁场结构的作用下进行挤压铸造，结构简单。
具体地，金属熔炉包括炉体1和与炉体1相连接的阻料结构2，且阻料结构2设置于炉体1的最低液面以下，用以使后投放的材料始终在铝液面以下。
本实施例中对于金属熔炉的形状不做限制，可以为任意几何形状，在一些优选的实施例中，金属熔炉的轮廓形状为四边形，结构简单，且外形美观。
如图2所示，在一些优选的实施例中，阻料结构2包括电机21、转轴22和挡板23，电机21与炉体1的外壁相连接，转轴22与炉体1的内壁相连接，转轴22与电机21和挡板23相连接，且转轴22适于在电机21的驱动下带动挡板23在炉体1内部转动，以使后投放的材料始终在铝液面以下。
如图4所示，本实施例中，挡板23处于初始位置时，挡板23与铝合金的侧壁平行放置，当纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭投入到铝液中后，控制挡板23移动至与铝合金的侧壁垂直方向，且挡板23板面能够完全覆盖炉体1内的铝液面，以使后投放的材料始终被阻挡在铝液面以下，直至完全熔解。结构简单。
如图2和图3所示，本实施例中，铝合金挤压铸造设备还包括载有电磁感应器4的移动车架3，炉体1的底部设置与电感感应器滑动连接的圆形螺旋滑道11。使得电磁感应器4能够在底部通过电磁来控制金属溶液在熔炉内进行自旋转搅拌，且电磁感应器的活动区域几乎覆盖熔炉底部，不会有死角，使得金属溶液在熔炉内能够得到均匀搅拌，且搅拌过程不污染金属溶液，同时不会造成浪费，方便。
本实施例的金属熔炉，能够保证所有投放的材料始终在铝液面以下，结构简单，操作方便且安全；振荡磁场结构，能够使在挤压铸造装置内部的铝合金固液界面起作用，使得晶粒细化，微观组织更加致密，气孔、裂纹明显减少，元素分布更加均匀，元素偏析基本消除，从而很大程度上提高了材料的强度，结构简单。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照制造厂商所建议的条件。
实施例1
本实施例提供了一种铝合金，铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：4％、Zn：0.1％、Si：8％、Fe：0.1％、Mn：0.05％、Mg：0.2％、Al-Ti-B：0.1％、Al-RE：0.02％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到730℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌10min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为730℃，再通入氮气进行除气处理，静置10min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温30min，进行充分搅拌，静置10min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.3wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为400Hz，外加磁场的磁感应强度为6T，得到铸件，冷却至室温后，在440℃下固溶8h后随炉冷却，再在230℃下时效8h，得到所需铝合金构件。
实施例2
本实施例提供了一种铝合金，铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：5％、Zn：0.2％、Si：7％、Fe：0.2％、Mn：0.1％、Mg：0.3％、Al-Ti-B：0.15％、Al-RE：0.03％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到750℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌15min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为750℃，再通入氮气进行除气处理，静置15min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温50min，进行充分搅拌，静置15min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.4wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为600Hz，外加磁场的磁感应强度为8T，得到铸件，冷却至室温后，在460℃下固溶10h后随炉冷却，再在240℃下时效12h，得到所需铝合金构件。
实施例3
本实施例提供了一种铝合金，铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：6％、Zn：0.3％、Si：10％、Fe：0.3％、Mn：0.2％、Mg：0.5％、Al-Ti-B：0.25％、Al-RE：0.05％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到780℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌20min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为780℃，再通入惰性气体进行除气处理，静置15min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温80min，进行充分搅拌，静置20min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.5wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为750Hz，外加磁场的磁感应强度为10T，得到铸件，冷却至室温后，在480℃下固溶12h后随炉冷却，再在260℃下时效16h，得到所需铝合金构件。
对比例1
对比例1与实施例2基本相同，其区别在于：未添加Al-Ti-B和Al-RE，即对比例2与实施例2基本相同，其区别在于：未添加Al-RE，即铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：5％、Zn：0.2％、Si：7％、Fe：0.2％、Mn：0.1％、Mg：0.3％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到750℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌15min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为750℃，再通入氮气进行除气处理，静置15min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.4wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为600Hz，外加磁场的磁感应强度为8T，得到铸件，冷却至室温后，在460℃下固溶10h后随炉冷却，再在240℃下时效12h，得到所需铝合金构件。
对比例2
对比例2与实施例2基本相同，其区别在于：未添加Al-RE，即，铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：5％、Zn：0.2％、Si：7％、Fe：0.2％、Mn：0.1％、Mg：0.3％、Al-Ti-B：0.15％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到750℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌15min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为750℃，再通入氮气进行除气处理，静置15min后添加Al-Ti-B中间合金，保温50min，进行充分搅拌，静置15min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.4wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为600Hz，外加磁场的磁感应强度为8T，得到铸件，冷却至室温后，在460℃下固溶10h后随炉冷却，再在240℃下时效12h，得到所需铝合金构件。
对比例3
对比例3与实施例2基本相同，其区别在于：未添加Al-Ti-B，即铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：5％、Zn：0.2％、Si：7％、Fe：0.2％、Mn：0.1％、Mg：0.3％、Al-RE：0.03％，余量为铝和不可避免的杂质，且杂质含量低于0.5％。
本实施例中铝合金的制备方法包括如下步骤：
1、向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到750℃，使之熔融成为铝液；
2、向所得的铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌15min后，获得第一预混液；
3、将速熔硅均匀投入到第一预混液中，待反应完全后，控制铝液温度为750℃，再通入氮气进行除气处理，静置15min后添加Al-RE混合轻稀土，保温50min，进行充分搅拌，静置15min后，获得熔体；
4、将所得的熔体加入0.4wt％消泡剂并进行除渣工艺，并在振荡磁场内浇铸，机械振动频率为600Hz，外加磁场的磁感应强度为8T，得到铸件，冷却至室温后，在460℃下固溶10h后随炉冷却，再在240℃下时效12h，得到所需铝合金构件。
对实施例1-3和对比例1-3制备得到的铝合金进行力学性能测试，测试方法如下：
采用《GBT 228.1-2010金属材料拉伸试验》的标准加工成拉伸试样(棒状拉伸试样尺寸：标距段直径Φ6mm，标距段尺寸30mm)，在岛津AG-X100KN型万能材料试验机上测试抗拉强度和伸长率，拉伸速度为0.5mm/min。测试结果见表1。
表1实施例1-3和对比例1-3制备得到的铝合金的强度性能测试结果
Figure BDA0003206616210000111
通过表1可以看出，分别加入Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土的铝合金相对于未添加上述原料的铝合金的抗拉强度和延伸率都有较大的提高，表明Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土在改善铝合金铸件组织方面有明显的效果，其力学性能能得到较大的提高。而同时加入Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土的铝合金的抗拉强度和延伸率进一步提高，抗拉强度最高达到495.3MPa，延伸率最高达到6.25，由此可以看出，Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土细化了合金铸件的组织，显著的提高了合金的抗拉强度和延伸率，大大提高了铝合金的力学性能。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种铝合金挤压铸造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，向金属熔炉中加入纯铝锭，升温到730-780℃，使所述纯铝锭熔融成为铝液；
步骤S2，向所述铝液中加入纯锌锭、铝铜合金、铝锰合金和由铝铜合金包套包裹的纯镁锭，电磁搅拌10-20分钟后，获得第一预混液；
步骤S3，将速熔硅投入到第一预混液中，待反应完全后，在温度为730-750℃下进行除气处理，静置10-15min后添加Al-Ti-B中间合金和Al-RE混合轻稀土，保温30-80min，搅拌后静置，获得熔体；
步骤S4，将所述熔体消泡并除渣后在振荡磁场内进行浇注，得到铸件，冷却至室温后，在440-480℃下固溶8-12h后随炉冷却，再在230-260℃下时效8-16h，得到铝合金，所述铝合金包括如下按质量百分比的成分：Cu：4-6%、Zn：0.1-0.3%、Si：8-10%、Fe：0.1-0.3%、Mn：0.05-0.2%、Mg：0.2-0.5%、Al-Ti-B：0.1-0.25%、Al-RE：0.02-0.05%，余量为铝和不可避免的杂质，且所述杂质含量低于0.5%。
2.根据权利要求1所述的铝合金挤压铸造方法，其特征在于，所述除气处理包括：通入惰性气体进行除气处理。
3.根据权利要求1所述的铝合金挤压铸造方法，其特征在于，所述消泡剂为所述熔体的0.3-0.5wt％。
4.根据权利要求1所述的铝合金挤压铸造方法，其特征在于，所述振荡磁场的机械振动频率为400-750Hz，磁感应强度为6-10T。
5.一种铝合金挤压铸造设备，用于根据如权利要求1-4任一项所述的铝合金挤压铸造方法制备铝合金，其特征在于，包括金属熔炉、挤压铸造装置以及设置于所述挤压铸造装置外部的振荡磁场结构，且所述金属熔炉与所述挤压铸造装置相连接，用于将所述金属熔炉内的熔液导出至所述挤压铸造装置进行铝合金的挤压铸造。
6.根据权利要求5所述的铝合金挤压铸造设备，其特征在于，所述金属熔炉包括炉体（1）和与所述炉体（1）相连接的阻料结构（2），且所述阻料结构（2）设置于所述炉体（1）的最低液面以下，用以使后投放的材料始终在铝液面以下。
7.根据权利要求6所述的铝合金挤压铸造设备，其特征在于，所述阻料结构（2）包括电机（21）、转轴（22）和挡板（23），所述电机（21）与所述炉体（1）的外壁相连接，所述转轴（22）与所述炉体（1）的内壁相连接，所述转轴（22）与所述挡板（23）相连接，且所述转轴（22）适于在电机（21）的驱动下带动所述挡板（23）在所述炉体（1）内部转动，以使所述后投放的材料始终在铝液面以下。
8.根据权利要求6所述的铝合金挤压铸造设备，其特征在于，所述铝合金挤压铸造设备还包括载有电磁感应器（4）的移动车架（3），所述炉体（1）的底部设置有与所述电磁感应器（4）滑动连接的圆形螺旋滑道（11）。
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