CN115369295A - 一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法 - Google Patents

一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种Al‑Zn‑Cu‑Mg铝合金，包括：Cu1.2～3.0wt％、Mg1.2～3.2wt％、Zn5.0～10.5wt％、Si≤0.20wt％、Fe≤0.30wt％、Mn≤0.50wt％、Cr≤0.30wt％、Ti≤0.10wt％、Zr≤0.20wt％、Al余量，且Fe的含量大于Si的含量。本申请还提供了Al‑Zn‑Cu‑Mg铝合金的制备方法。本发明通过控制铝合金的成分和制备方法，可稳定控制铸锭成型、晶粒度、氢含量≤0.12ml/100gAl，满足大型化产品的质量要求。

Description

一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法。
背景技术
Al-Zn-Cu-Mg系一般称为超高强铝合金，因其较好的工艺性能，具有良好的焊接性能、耐腐蚀性能和韧性，被广泛运用于航天航空领域，并成为该领域中最重要结构材料之一。铝合金产品向大型化发展，目前大型化产品主要采用铆接、焊接等方式生产，为了提高产品整体性能、降低流程及成本，大型化产品向整体化发展，则需要更大规格铸锭满足产品需求。但是随着铸锭规格增大，铸锭成型、熔体纯净度和组织均匀性等控制难度更大。
对于Al-Zn-Cu-Mg系合金，铸锭直径一般不超过700mm，但为了满足大型或整体式产品需求，需要铸锭直径达到1100mm，然而对于Al-Zn-Cu-Mg系高强高硬变形铝合金来说，且随着直径的增加，铸锭成型、氢含量、晶粒度等难度呈几何倍数增加。截止目前，对于直径1100mm超大规格Al-Zn-Cu-Mg铝合金圆铸锭生产工艺还处于空白，国内还没有成功先例；并且现有铝合金熔铸技术也难以保证成型和铸锭冶金质量要求。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种铝合金及其制备方法，本申请提供的铝合金可稳定控制铸锭成型、晶粒度，且使氢含量≤0.12ml/100gAl。
有鉴于此，本申请提供了一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金，包括：Cu1.2～3.0wt％、Mg1.2～3.2wt％、Zn5.0～10.5wt％、Si≤0.20wt％、Fe≤0.30wt％、Mn≤0.50wt％、Cr≤0.30wt％、Ti≤0.10wt％、Zr≤0.20wt％、Al余量，且Fe的含量大于Si的含量。
优选的，所述Fe的含量为0.02～0.25wt％，所述Si的含量为0.01～0.10wt％。
优选的，所述铝合金的Na≤5ppm。
本申请还提供了所述的Al-Zn-Cu-Mg铝合金的制备方法，包括依次进行的配料、熔炼、成分调整、熔体净化、晶粒细化、铸造和机械加工，所述熔体净化包括依次进行的炉内净化、在线除气和在线过滤，其特征在于；
在所述炉内净化的过程中，采用氩气和氯气旋转除气的方式；
在所述在线除气的过程中，采用两台除气设备串联方式除气，介质为氩气或氯气和氩气的混合气体；
在所述在线过滤的过程中，采用≥40ppi泡沫陶瓷过滤方式过滤；
在所述晶粒细化的过程中，细化剂采用Al-5Ti-1B丝，用量为1.5～2.5kg/t；
在所述铸造的过程中，开始刮水长度≥400mm，刮水器高度为150～300mm；铸造速度10～20mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度680～720℃。
优选的，在所述炉内净化的过程中，精炼温度为740～760℃，精炼时间≥30min；在线除气转子速度为200～400rpm，氩气流量为3～5Nm3/h。
优选的，在所述铸造的过程中，采用品位≥Al99.70的纯铝铺底，铺底铝温度为720～780℃，铺底铝填充时间为150～250s，铺底铝厚度≥50mm。
优选的，所述炉内净化后氢含量≤0.30ml/100gAl，Na≤10ppm。
优选的，所述在线除气后氢含量≤0.12ml/100gAl，Na≤5ppm。
优选的，所述铸造速度12～17mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度690～710℃。
本申请还提供了所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金为Ф1100～Ф1200mm圆铸锭。
本申请提供了一种铝合金，其包括：Cu1.2～3.0wt％、Mg1.2～3.2wt％、Zn5.0～10.5wt％、Si≤0.20wt％、Fe≤0.30wt％、Mn≤0.50wt％、Cr≤0.30wt％、Ti≤0.10wt％、Zr≤0.20wt％、Al余量，且Fe的含量大于Si的含量。本申请通过降低Fe、Si的含量，可提高铝合金的塑性和冲击韧性，减少开裂和减少铸锭中难溶第二项，提高产品综合性能；进一步的，Fe的含量大于Si的含量，可确保无游离Si和β(Al9Fe2Si2)相生成，保证铝合金的塑性，减少铸造开裂。
进一步的，本申请还提供了铝合金的制备方法，其通过限定各步骤中的具体参数，使得铝合金可稳定控制铸锭成型、晶粒度，且使氢含量≤0.12ml/100gAl，实现大规格铝合金铸锭的制备。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
鉴于现有技术中大规格Al-Zn-Cu-Mg铝合金铸锭难以制备成型、晶粒度、氢含量难以控制的问题，本申请提供了一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法，通过对铝合金成分和制备参数的调整，使得铝合金可稳定控制铸锭成型和晶粒度，且使氢含量≤0.12ml/100gAl，实现了大规格铝合金铸锭的制备。具体的，本发明实施例公开了一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金，包括：Cu1.2～3.0wt％、Mg1.2～3.2wt％、Zn5.0～10.5wt％、Si≤0.20wt％、Fe≤0.30wt％、Mn≤0.50wt％、Cr≤0.30wt％、Ti≤0.10wt％、Zr≤0.20wt％、Al余量，且Fe的含量大于Si的含量。
在Al-Zn-Mg-Cu系合金中，随着Si含量的增加，合金的强度和塑性降低；这主要是因为形成了Mg2Si相，使强化作用的更大MgZn2、T(AlMgZnCu)、S(Al2CuMg)相减少。随着Fe含量的增加，合金的力学性能、淬火和时效效果降低；因为Fe在合金中与Cr、Mn元素形成不溶性化合物，这些粗大化合物使合金的塑性降低，并使铸锭在铸造或变形时易发生开裂。因此，当Si和Fe含量同时减少时，可提高合金的塑性和冲击韧性；并且为了减少开裂和减少铸锭中难溶第二相，提高产品综合性能，本发明适当降低了Si、Fe元素含量。Si≤0.20wt％，Fe≤0.30wt％，更具体的，所述Fe的含量为0.02～0.25wt％，所述Si的含量为0.01～0.10wt％。
微量杂质Na强烈损害合金的铸造和热变形性能，出现“钠脆性”，在Al-Zn-Mg-Cu系合金中特别突出，在合金中Na含量只要超过10ppm，就会出现“钠脆性”，因此，本申请铝合金中Na≤5ppm。
本申请还提供了Al-Zn-Cu-Mg铝合金的制备方法，包括依次进行的配料、熔炼、成分调整、熔体净化、晶粒细化、铸造和机械加工，所述熔体净化包括依次进行的炉内净化、在线除气和在线过滤，
在所述炉内净化的过程中，采用氩气和氯气旋转除气的方式；
在所述在线除气的过程中，采用两台除气设备串联方式除气，介质为氩气或氯气和氩气的混合气体；
在所述在线过滤的过程中，采用≥40ppi泡沫陶瓷过滤方式过滤；
在所述晶粒细化的过程中，细化剂采用Al-5Ti-1B丝，用量为1.5～2.5kg/t；
在所述铸造的过程中，开始刮水长度≥400mm，刮水器高度为150～300mm；铸造速度10～20mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度680～720℃。
在铝合金制备的过程中，本申请首先按照铝合金的成分配料，为了满足铸锭较好的铸造性能和产品良好的焊接性能、耐腐蚀性能和韧性，采用一定纯度的铝锭和均匀性较好的其他原材料，确保Si、Fe、Na等其他杂质元素控制在较低水平；原材料采用Al99.70及以上铝锭，生产中不使用一级以下废料，其他采用纯金属和中间合金方式加入。
铝合金在熔铸过程中易于吸气和氧化，因此在熔体中不同程度存在的气体和各种非金属夹杂物，使铸锭产生疏松、气孔、夹渣等缺陷，显著降低铝材的铸造性能、力学性能、加工性能、阳极氧化性等性能，甚至造成产品报废。因Ф1100mm Al-Zn-Cu-Mg系合金圆铸锭工艺窗口很窄，氢含量和渣含量过高则会成为铸锭开裂的裂纹源，因此，在熔铸过程中需要采取专门的工艺措施，将熔体中的气体、非金属夹杂物和其它有害金属降至较低水平，以提高铸锭成型性和产品综合性能。熔体净化包括依次进行的炉内净化、在线除气和在线过滤，其中在炉内净化的过程中，本发明采用氩气和氯气混合气体旋转除气方式；氩气不与熔体反应，是最常用的惰性气体；氯气可与钠反应，将钠含量降低至较低水平；精炼温度为740～760℃，精炼时间≥30min；净化后氢含量应≤0.30ml/100gAl，Na≤10ppm。在在线除气的过程中，本发明采用2台除气设备串联方式，介质为氩气或氩氯混合气体；可确保炉内净化后氢含量≤0.12ml/100gAl或固态氢含量≤0.18μg/g，Na≤5ppm。在在线过滤的过程中，本发明采用≥40ppi泡沫陶瓷过滤板方式过滤，将夹杂物降至最低水平。
铸锭整个截面上组织越均匀、细小，则各向异性小，加工时变形均匀、性能优异、塑性好，利于铸造成型及随后的塑性加工。Al-Ti-B是目前国内公认的最有效的细化剂之一，但TiB2质点易聚集成块，还易与氧化膜或熔体中存在的盐类结合造成夹杂，Al-Zn-Cu-Mg系合金中的Zr、Cr元素还可以使TiB2失去细化作用，影响细化效果，造成粗晶组织，同时导致铸锭极易开裂。在本发明中，优选选用Al-5Ti-1B丝，用量为1.5～2.5kg/t，同时炉前Ti含量补足0.02％，使铸锭晶粒度达到二级以内。
Al-Zn-Cu-Mg系合金为超高强铝合金，因合金元素多且含量较高，其成型性较差，在铸造过程中容易开裂，随着规格变大其成型难度也大幅增加；因此本申请同时采用纯铝铺底和刮水器，并匹配合理铸造工艺参数。纯铝塑性好，线收缩系数大，能以有效变形来抵抗底部的拉应力，为了防止铸锭底部裂纹，本发明铸造时采用纯铝铺底，铺底用铝锭品位为Al99.70，同时控制Fe＞Si，铺底铝温度为720～780℃，铺底铝填充时间为150～250s，铺底铝厚度≥50mm；更具体的，铺底铝熔体温度730～760℃，铺底铝厚度50～80mm，控制其填充时间为180～220s。
因为铸锭规格越大，铸锭内外层温差越大，铸锭中的热应力相应提高，使铸锭的裂纹倾向增大，为了消减铸造过程的热应力，本发明铸造过程中采用刮水器装置，开始刮水长度≥400mm，刮水器高度150～300mm。提高铸造温度，可改善排气补缩条件，降低形成一次晶化合物倾向，致密度得到提高，但使铸锭晶粒粗化倾向增加；降低铸造温度，熔体黏度增加，补缩条件变坏、疏松、氧化膜缺陷增多；提高铸造速度可使铸锭晶粒细小，铸锭致密度提高，但过高会增大了中心裂纹倾向，铸造速度过低则易造成冷隔，严重的可能成为低塑性大规格铸锭冷裂纹的起因。随着冷却强度的增加可细化一次晶化合物尺寸，减小区域偏析，但使冷隔的倾向变大；冷却强度过低则易出现中心裂纹。因此，为了获得良好铸造性能和产品综合性能，本发明铸造速度10～20mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度680～720℃；更具体的，铸造速度12～17mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度690～710℃，水温18～30℃。
本申请提供了铝合金的制备方法，根据本发明的工艺参数生产出的铸锭，成型效果与表面质量好，组织均匀性与稳定性高；并且本发明制备的铸锭规格大，可满足大型化整体式产品需求，提高产品整体性能和降低流程及成本。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的Al-Zn-Cu-Mg铝合金及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
按照下述方法制备铝合金：依次进行配料、熔炼、成分调整、熔体净化、熔体过滤、晶粒细化和铸造、均热、锯切、检测；
铸锭规格：Ф1100mm；
配料过程：按照合金成分及技术要求进行配料，采用Al99.70品位铝锭、一级废料、中间合金、纯金属配料；
熔炼过程：将合金原料熔化完后取样分析；炉内熔化温度为720～760℃，采用电磁搅拌和机械搅拌对熔体处理；
成分调整：根据炉前化学成分实际分析结果与预获得的目标值进行比较，如果元素含量低于目标值，则添加一定含有元素的中间合金直至达到目标值，如果元素含量超过目标值，则向炉内添加铝锭，将超标元素降至目标值；
熔体净化：炉内采用Ar+Cl2混合气体精炼30min；精炼后熔体的液态氢含量为0.28ml/100gAl；
在线净化：在线采用Ar+Cl2混合气体精炼，铸造前15min对熔体进行预处理；在线净化后熔体的液态氢含量为0.12ml/100gAl；
在线过滤：过滤采用40+50ppi泡沫陶瓷过滤板过滤；
在线细化：在线晶粒细化加入Al-5Ti-1B丝，用量为1.8kg/t；
铺底工艺：铺底铝Si0.05％、Fe0.12％，铺底铝熔体温度750℃，铺底铝厚度65mm，控制其填充时间为190s；
刮水器参数：开始刮水长度600mm，刮水器高度240mm；
铸造参数：流盘末端铝液温度703℃；铸造速度15mm/min；冷却水流量为25m3/h；冷却水温度27℃；
锯切过程：切浇口部400mm，切底部500mm。
检测过程：
铸锭低倍结果：晶粒度2级，疏松1级；检测方法为GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品组织检验方法-第2部分低倍组织检验方法》；
化学成分：Si0.05％，Fe0.17％，Cu1.58％，Mn0.02％，Mg2.35％，Cr0.18％，Zn5.66％，Ti0.03％，Be 9ppm，Na 3ppm；检测方法为GB/T 20975《铝合金分析方法》和GB/T7999《铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法》；
液态氢含量：0.12ml/100gAl；检测方法为YS/T600《铝及铝合金液态测氢方法闭路循环法》。
固态氢含量：0.15μg/g；检测方法为GJB 5909《铝及铝合金中氢的测定加热提取热导法》。
实施例2
按照下述方法制备铝合金：依次进行配料、熔炼、成分调整、熔体净化、熔体过滤、晶粒细化和铸造、均热、锯切、检测；
铸锭规格：Ф1100mm；
配料过程：按照合金成分及技术要求进行配料，采用Al99.70品位铝锭、一级废料、中间合金、纯金属配料；
熔炼过程：将合金原料熔化完后取样分析；炉内熔化温度为720～760℃，采用电磁搅拌和机械搅拌对熔体处理；
成分调整：根据炉前化学成分实际分析结果与预获得的目标值进行比较，如果元素含量低于目标值，则添加一定含有元素的中间合金直至达到目标值，如果元素含量超过目标值，则向炉内添加铝锭，将超标元素降至目标值；
熔体净化：炉内采用Ar+Cl2混合气体精炼40min；精炼后熔体的液态氢含量为0.26ml/100gAl；
在线净化：在线采用Ar+Cl2混合气体精炼，铸造前15min对熔体进行预处理；在线净化后熔体的液态氢含量为0.11ml/100gAl；
在线过滤：过滤采用40+50ppi泡沫陶瓷过滤板过滤；
在线细化：在线晶粒细化加入Al-5Ti-1B丝，用量为2.0kg/t；
铺底工艺：铺底铝Si0.04、Fe0.13％，铺底铝熔体温度753℃，铺底铝厚度60mm，控制其填充时间为200s；
刮水器参数：开始刮水长度550mm，刮水器高度220mm；
铸造参数：流盘末端铝液温度705℃；铸造速度14mm/min；冷却水流量为27m3/h；冷却水温度26℃；
锯切过程：切浇口部400mm，切底部500mm。
检测过程：
铸锭低倍结果：晶粒度1.5级，疏松1级；检测方法为GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品组织检验方法-第2部分低倍组织检验方法》；
化学成分：Si0.05％，Fe0.22％，Cu1.65％，Mn0.02％，Mg2.40％，Cr0.19％，Zn5.71％，Ti0.03％，Be 11ppm，Na 2ppm；检测方法为GB/T 20975《铝合金分析方法》和GB/T7999《铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法》；
液态氢含量：0.11ml/100gAl；检测方法为YS/T600《铝及铝合金液态测氢方法闭路循环法》；
固态氢含量：0.15μg/g；检测方法为GJB 5909《铝及铝合金中氢的测定加热提取热导法》。
实施例3
按照下述方法制备铝合金：依次进行配料、熔炼、成分调整、熔体净化、熔体过滤、晶粒细化和铸造、均热、锯切、检测；
铸锭规格：Ф1100mm；
配料过程：按照合金成分及技术要求进行配料，采用Al99.70品位铝锭、中间合金、纯金属配料；
熔炼过程：将合金原料熔化完后取样分析；炉内熔化温度为720～760℃，采用电磁搅拌和机械搅拌对熔体处理；
成分调整：根据炉前化学成分实际分析结果与预获得的目标值进行比较，如果元素含量低于目标值，则添加一定含有元素的中间合金直至达到目标值，如果元素含量超过目标值，则向炉内添加铝锭，将超标元素降至目标值；
熔体净化：炉内采用Ar+Cl2混合气体精炼30+30min；精炼后熔体的液态氢含量为0.24ml/100gAl；
在线净化：在线采用Ar+Cl2混合气体精炼，铸造前15min对熔体进行预处理；在线净化后熔体的液态氢含量为0.09ml/100gAl；
在线过滤：过滤采用40+60ppi泡沫陶瓷过滤板过滤；
在线细化：在线晶粒细化加入Al-5Ti-1B丝，用量为2.2kg/t；
铺底工艺：铺底铝Si0.05、Fe0.12％，铺底铝熔体温度755℃，铺底铝厚度65mm，控制其填充时间为210s；
刮水器参数：开始刮水长度500mm，刮水器高度210mm；
铸造参数：流盘末端铝液温度704℃；铸造速度15mm/min；冷却水流量为26m3/h；冷却水温度24℃；
锯切过程：切浇口部500mm，切底部500mm。
检测过程：
铸锭低倍结果：晶粒度2级，疏松1级；检测方法为GB/T3246.2《变形铝及铝合金制品组织检验方法-第2部分低倍组织检验方法》；
化学成分：Si0.04％，Fe0.06％，Cu2.30％，Mn0.01％，Mg2.20％，Cr0.01％，Zn6.52％，Ti0.04％，Zr0.10％，Be 8ppm，Na 2ppm；检测方法为GB/T 20975《铝合金分析方法》和GB/T 7999《铝及铝合金光电直读发射光谱分析方法》；
液态氢含量：0.09ml/100gAl；检测方法为YS/T600《铝及铝合金液态测氢方法闭路循环法》；
固态氢含量：0.12μg/g；检测方法为GJB 5909《铝及铝合金中氢的测定加热提取热导法》。
对比例1
按照下述方法制备铝合金：依次进行配料、熔炼、成分调整、熔体净化、熔体过滤、晶粒细化和铸造、均热、锯切、检测；
铸锭规格：Ф1100mm；
配料过程：按照合金成分及技术要求进行配料，采用Al99.70品位铝锭、一级废料、中间合金、纯金属配料；
熔炼过程：将合金原料熔化完后取样分析；炉内熔化温度为720～760℃，采用电磁搅拌和机械搅拌对熔体处理；
炉前成分：Si0.15％，Fe0.12％，Cu1.65％，Mn0.02％，Mg2.40％，Cr0.19％，Zn5.71％，Ti0.03％，Be 11ppm，Na 2ppm；
熔体净化：炉内采用Ar+Cl2混合气体精炼30min；精炼后熔体的液态氢含量为0.28ml/100gAl；
在线净化：在线采用Ar+Cl2混合气体精炼，铸造前15min对熔体进行预处理；在线净化后熔体的液态氢含量为0.12ml/100gAl；
在线过滤：过滤采用40+50ppi泡沫陶瓷过滤板过滤；
在线细化：在线晶粒细化加入Al-5Ti-1B丝，用量为2.0kg/t；
铺底工艺：铺底铝Si0.05、Fe0.12％，铺底铝熔体温度750℃，铺底铝厚度65mm，控制其填充时间为210s。
刮水器参数：开始刮水长度500mm，刮水器高度230mm。
铸造参数：流盘末端铝液温度701℃；铸造速度15mm/min；冷却水流量为26m3/h；冷却水温度25℃；
铸造结果：因Si、Fe含量高且Si含量大于Fe，铸锭在铸造过程中出现裂纹报废。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金，包括：Cu1.2～3.0wt％、Mg1.2～3.2wt％、Zn5.0～10.5wt％、Si≤0.20wt％、Fe≤0.30wt％、Mn≤0.50wt％、Cr≤0.30wt％、Ti≤0.10wt％、Zr≤0.20wt％、Al余量，且Fe的含量大于Si的含量。
2.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述Fe的含量为0.02～0.25wt％，所述Si的含量为0.01～0.10wt％。
3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述铝合金的Na≤5ppm。
4.权利要求1所述的Al-Zn-Cu-Mg铝合金的制备方法，包括依次进行的配料、熔炼、成分调整、熔体净化、晶粒细化、铸造和机械加工，所述熔体净化包括依次进行的炉内净化、在线除气和在线过滤，其特征在于；
在所述炉内净化的过程中，采用氩气和氯气旋转除气的方式；
在所述在线除气的过程中，采用两台除气设备串联方式除气，介质为氩气或氯气和氩气的混合气体；
在所述在线过滤的过程中，采用≥40ppi泡沫陶瓷过滤方式过滤；
在所述晶粒细化的过程中，细化剂采用Al-5Ti-1B丝，用量为1.5～2.5kg/t；
在所述铸造的过程中，开始刮水长度≥400mm，刮水器高度为150～300mm；铸造速度10～20mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度680～720℃。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述炉内净化的过程中，精炼温度为740～760℃，精炼时间≥30min；在线除气转子速度为200～400rpm，氩气流量为3～5Nm3/h。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述铸造的过程中，采用品位≥Al99.70的纯铝铺底，铺底铝温度为720～780℃，铺底铝填充时间为150～250s，铺底铝厚度≥50mm。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述炉内净化后氢含量≤0.30ml/100gAl，Na≤10ppm。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在线除气后氢含量≤0.12ml/100gAl，Na≤5ppm。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述铸造速度12～17mm/min，水流量15～40m3/h，流盘末端铝液温度690～710℃。
10.根据权利要求4～9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金为Ф1100～Ф1200mm圆铸锭。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115927933A (zh) * 2022-12-26 2023-04-07 西南铝业（集团）有限责任公司 一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金铸锭及其制备方法
CN116732395A (zh) * 2023-06-19 2023-09-12 西南铝业（集团）有限责任公司 一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金棒材及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111424196A (zh) * 2020-04-02 2020-07-17 山东南山铝业股份有限公司 一种民机用大规格7系铝合金铸锭及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111424196A (zh) * 2020-04-02 2020-07-17 山东南山铝业股份有限公司 一种民机用大规格7系铝合金铸锭及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115927933A (zh) * 2022-12-26 2023-04-07 西南铝业（集团）有限责任公司 一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金铸锭及其制备方法
CN116732395A (zh) * 2023-06-19 2023-09-12 西南铝业（集团）有限责任公司 一种Al-Zn-Cu-Mg铝合金棒材及其制备方法

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