CN1693012A - 铝合金扁锭熔铸工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铝－硅－镁系合金铸锭的熔铸方法。铝合金扁锭熔铸工艺方法：把合金原料加热到740～760℃，同时搅拌和扒渣，各元素为Si 0.60～0.8％、Fe 0.4～0.7％、Cu 0.15～0.40％、Mn 0～0.15％、Mg 0.8～1.2％、Cr 0.04～0.35％、Zn 0～0.25％、Ti 0～0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；向合金熔液的底部通入氯气熔炼；把合金熔液向铸锭模1中浇注，1置放于由液压系统3驱动的滑动平台2上，2在导轨4上运动，1随2运动，合金熔液从型腔的一端浇注到型腔的另一端，在2运动的同时向合金熔液中匀速插入Al－Ti－B丝，本发明的方法具有生产效率高、产品质量好的优点。

Description

铝合金扁锭熔铸工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种铝-硅-镁系合金铸锭的熔铸方法。
背景技术：
目前为了提高生产效率，各个铝合金铸锭的生产厂家往往要提高生产线的生产能力，效率低的生产线和生产工艺被淘汰，取而代之的是新的生产线和生产工艺，其中使用25吨油炉来熔炼合金浇铸6061合金扁形铸锭的生产线就是新开发的一种生产线。该生产线的优点是生产效率高，生产的铝锭是长度为1320毫米、宽度为300毫米、厚度为150毫米左右的扁锭。这种形状的铝锭具有加工、运输和仓储方便的优点，因此很受用户的欢迎，但存在的缺点是：这种形状的铝锭制造质量不容易得到保证，铝锭中容易带有裂纹。
发明内容：
为了克服用25吨油炉来熔炼合金浇铸6061合金扁形铸锭的生产线生产出的铝锭容易出现裂纹的缺陷，提供一种成品铸锭不会出现裂纹的铝合金扁锭熔铸工艺方法。本发明的技术方案通过下述步骤实现：一、把合金原料加热到740～760℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.60～0.8％、Fe：0.4～0.7％、Cu：0.15～0.40％、Mn：0～0.15％、Mg：0.8～1.2％、Cr：0.04～0.35％、Zn：0～0.25％、Ti：0～0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；二、向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在700～740℃之间熔炼25～35分钟，然后静置15～25分钟；三、把合金熔液向铸锭模1长条形的型腔1-1的一端中浇注，铸锭模1置放于由液压系统3驱动的滑动平台2上，滑动平台2在导轨4上运动，铸锭模1随滑动平台2运动，合金熔液从型腔1-1的一端浇注到型腔1-1的另一端，在滑动平台2运动的同时向合金熔液中匀速插入Al-Ti-B丝，使Al-Ti-B丝中的各元素沿型腔1-1的长度方向均匀熔入合金熔液中。由于本铸锭的合金元素中Fe的含量基本控制在0.4％以上，Si的含量基本控制在0.6％以上，使合金晶体的显微组织较致密，减少了裂纹发生的可能性；合金熔液的底部通入氯气把熔液中的氢或其它气体置换出来，有效提高铸锭的质量。液压系统具有传动平稳、速度控制精确、安全可靠的优点，使得铸锭模1移动既平稳准确又速度可调，因此铸造过程非常平稳，减少了铸锭弯曲的可能性，避免了铸锭内部出现应力，减少了裂纹出现的可能。本发明的方法具有生产效率高、产品质量好的优点，具有较高的推广价值。
附图说明：
图1是本发明方法所使用装置的结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式由下述步骤实现：一、把合金原料加热到740～760℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.60～0.8％、Fe：0.4～0.7％、Cu：0.15～0.40％、Mn：0～0.15％、Mg：0.8～1.2％、Cr：0.04～0.35％、Zn：0～0.25％、Ti：0～0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％其余为Al；二、向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在700～740℃之间熔炼25～35分钟，然后静置15～25分钟；三、把合金熔液向铸锭模1长条形的型腔1-1的一端中浇注，铸锭模1置放于由液压系统3驱动的滑动平台2上，滑动平台2在导轨4上运动，铸锭模1随滑动平台2运动，合金熔液从型腔1-1的一端浇注到型腔1-1的另一端，在滑动平台2运动的同时向合金熔液中匀速插入Al-Ti-B丝，使Al-Ti-B丝中的各元素沿型腔1-1的长度方向均匀熔入合金熔液中。Al-Ti-B丝选用市场上销售的组分为Ti：5％，B：1％，Al：余量的Al-Ti-B丝。Al-Ti-B丝的添加量为每吨合金熔液中加0.9～1.1千克Al-Ti-B丝。浇注过程中点Al-Ti-B丝，以实现对合金熔体进行细化。
具体实施方式二：本实施方式与实施方式一的不同点是：在步骤三中，滑动平台2移动距离从0至90毫米时，滑动平台2的移动速度为50毫米/分钟，滑动平台的移动距离大于90毫米后移动速度变为55毫米/分钟。如此设置使合金熔液开始与铸锭模1接触速度较慢，避免开始时冷却速度太快在铸锭中产生不均匀收缩的应力，减少裂纹的发生。
具体实施方式三：本实施方式与实施方式一的不同点是：在步骤一中，把合金原料加热到740℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.60％、Fe：0.4％、Cu：0.15％、Mg：0.8％、Cr：0.04％、其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在700℃之间熔炼25分钟，然后静置15分钟；其它的步骤与实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与实施方式一的不同点是：在步骤一中，把合金原料加热到760℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.40％、Mn：0.15％、Mg：1.2％、Cr：0.35％、Zn：0.25％、Ti：0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在740℃之间熔炼35分钟，然后静置25分钟；其它的步骤与实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与实施方式一的不同点是：在步骤一中，把合金原料加热到750℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.7％、Fe：0.55％、Cu：0.27％、Mn：0.075％、Mg：1.0％、Cr：0.20％、Zn：0.12％、Ti：0.075％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在740℃之间熔炼30分钟，然后静置20分钟；其它的步骤与实施方式一相同。在铸锭中取若干试样经高倍组织检查，没有发现显微组织疏松，用定量金相显微镜测量枝晶间距，第二相体积分数(均匀化状态试样不能测平均晶粒尺寸)，其结果见表1。从表1可以看出，各试样平均枝晶间距为65.46μm，第二项尺寸平均值为3.81μm，说明枝晶网较小。Mg、Si元素成分偏析结果见表2，可以看出铸锭断面上的化学成分基本均匀。力学性能检查结果见表3，从表中可以看出，屈服强度平均值为114N/mm2，抗拉强度平均值为188N/mm2，而绝对延伸率平均值为18.0％，其铸造和加工工艺塑性均非常良好。
                          表1
  试样1   试样2   试样3   平均
 第二项尺寸(μm)   4.01   3.75   3.68   3.81
 枝晶间距(μm)   68.10   66.43   61.86   65.46
  第二相体积分数(％)   5.54   5.26   5.55   5.45
                表2
           成分％   偏析％
试样1 试样2 试样3
  Si   0.62   0.63   0.61   0.02
  Mg   0.96   0.97   0.97   0.01
                         表3
  拭样号   屈服强度   抗拉强度   绝对伸长量   绝对伸长率
  1   106   173   8.0   17.8
  2   117   177   7.4   16.4
  3   117   185   6.8   15.1
  4   116   199   7.9   17.5
  5   116   198   8.0   17.8
  6   115   185   9.0   16.4
  7   107   197   10.5   15.1
  8   115   191   7.2   17.5
  平均值   114   188   8.1   18.0

Claims (6)

1、铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于它通过下述步骤实现：一、把合金原料加热到740～760℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si0.60～0.8％、Fe0.4～0.7％、Cu0.15～0.40％、MnO～0.15％、Mg0.8～1.2％、Cr0.04～0.35％、Zn0～0.25％、Ti0～0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；二、向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在700～740℃之间熔炼25～35分钟，然后静置15～25分钟；三、把合金熔液向铸锭模(1)长条形的型腔(1-1)的一端中浇注，铸锭模(1)置放于由液压系统(3)驱动的滑动平台(2)上，滑动平台(2)在导轨(4)上运动，铸锭模(1)随滑动平台(2)运动，合金熔液从型腔(1-1)的一端浇注到型腔(1-1)的另一端，在滑动平台(2)运动的同时向合金熔液中匀速插入Al-Ti-B丝，使Al-Ti-B丝中的各元素沿型腔(1-1)的长度方向均匀熔入合金熔液中。
2、根据权利要求1所述的铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于Al-Ti-B丝的添加量为每吨合金熔液中加0.9～1.1千克Al-Ti-B丝。
3、根据权利要求1所述的铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于在步骤三中，滑动平台(2)移动距离从0至90毫米时，滑动平台2的移动速度为50毫米/分钟，滑动平台的移动距离大于90毫米后移动速度变为55毫米/分钟。
4、根据权利要求1所述的铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于在步骤一中，把合金原料加热到740℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.60％、Fe：0.4％、Cu：0.15％、Mg：0.8％、Cr：0.04％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在700℃之间熔炼25分钟，然后静置15分钟。
5、根据权利要求1所述的铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于在步骤一中，把合金原料加热到760℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.8％、Fe：0.7％、Cu：0.40％、Mn：0.15％、Mg：1.2％、Cr：0.35％、Zn：0.25％、Ti：0.15％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在740℃之间熔炼35分钟，然后静置25分钟。
6、根据权利要求1所述的铝合金扁锭熔铸工艺方法，其特征在于在步骤一中把合金原料加热到750℃，加热的同时进行搅拌和扒渣，合金中各元素的质量百分比控制为Si：0.7％、Fe：0.55％、Cu：0.27％、Mn：0.075％、Mg：1.0％、Cr：0.20％、Zn：0.12％、Ti：0.075％、其他单个杂质≤0.05％，其他杂质合计≤0.10％，其余为Al；在步骤二中向合金熔液的底部通入氯气，同时保持合金熔液的温度在740℃之间熔炼30分钟，然后静置20分钟。
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