專利名稱：鋁合金扁錠熔鑄工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁-硅-鎂系合金鑄錠的熔鑄方法。
背景技術(shù)：
目前為了提高生產(chǎn)效率，各個(gè)鋁合金鑄錠的生產(chǎn)廠家往往要提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力，效率低的生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝被淘汰，取而代之的是新的生產(chǎn)線和生產(chǎn)工藝，其中使用25噸油爐來熔煉合金澆鑄6061合金扁形鑄錠的生產(chǎn)線就是新開發(fā)的一種生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)的鋁錠是長度為1320毫米、寬度為300毫米、厚度為150毫米左右的扁錠。這種形狀的鋁錠具有加工、運(yùn)輸和倉儲(chǔ)方便的優(yōu)點(diǎn)，因此很受用戶的歡迎，但存在的缺點(diǎn)是這種形狀的鋁錠制造質(zhì)量不容易得到保證，鋁錠中容易帶有裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服用25噸油爐來熔煉合金澆鑄6061合金扁形鑄錠的生產(chǎn)線生產(chǎn)出的鋁錠容易出現(xiàn)裂紋的缺陷，提供一種成品鑄錠不會(huì)出現(xiàn)裂紋的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法。本發(fā)明的技術(shù)方案通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一、把合金原料加熱到740～760℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.60～0.8％、Fe0.4～0.7％、Cu0.15～0.40％、Mn0～0.15％、Mg0.8～1.2％、Cr0.04～0.35％、Zn0～0.25％、Ti0～0.15％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；二、向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在700～740℃之間熔煉25～35分鐘，然后靜置15～25分鐘；三、把合金熔液向鑄錠模1長條形的型腔1-1的一端中澆注，鑄錠模1置放于由液壓系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)平臺(tái)2上，滑動(dòng)平臺(tái)2在導(dǎo)軌4上運(yùn)動(dòng)，鑄錠模1隨滑動(dòng)平臺(tái)2運(yùn)動(dòng)，合金熔液從型腔1-1的一端澆注到型腔1-1的另一端，在滑動(dòng)平臺(tái)2運(yùn)動(dòng)的同時(shí)向合金熔液中勻速插入Al-Ti-B絲，使Al-Ti-B絲中的各元素沿型腔1-1的長度方向均勻熔入合金熔液中。由于本鑄錠的合金元素中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，使合金晶體的顯微組織較致密，減少了裂紋發(fā)生的可能性；合金熔液的底部通入氯氣把熔液中的氫或其它氣體置換出來，有效提高鑄錠的質(zhì)量。液壓系統(tǒng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、速度控制精確、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，使得鑄錠模1移動(dòng)既平穩(wěn)準(zhǔn)確又速度可調(diào)，因此鑄造過程非常平穩(wěn)，減少了鑄錠彎曲的可能性，避免了鑄錠內(nèi)部出現(xiàn)應(yīng)力，減少了裂紋出現(xiàn)的可能。本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的推廣價(jià)值。


圖1是本發(fā)明方法所使用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由下述步驟實(shí)現(xiàn)一、把合金原料加熱到740～760℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.60～0.8％、Fe0.4～0.7％、Cu0.15～0.40％、Mn0～0.15％、Mg0.8～1.2％、Cr0.04～0.35％、Zn0～0.25％、Ti0～0.15％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％其余為Al；二、向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在700～740℃之間熔煉25～35分鐘，然后靜置15～25分鐘；三、把合金熔液向鑄錠模1長條形的型腔1-1的一端中澆注，鑄錠模1置放于由液壓系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)平臺(tái)2上，滑動(dòng)平臺(tái)2在導(dǎo)軌4上運(yùn)動(dòng)，鑄錠模1隨滑動(dòng)平臺(tái)2運(yùn)動(dòng)，合金熔液從型腔1-1的一端澆注到型腔1-1的另一端，在滑動(dòng)平臺(tái)2運(yùn)動(dòng)的同時(shí)向合金熔液中勻速插入Al-Ti-B絲，使Al-Ti-B絲中的各元素沿型腔1-1的長度方向均勻熔入合金熔液中。Al-Ti-B絲選用市場上銷售的組分為Ti5％，B1％，Al余量的Al-Ti-B絲。Al-Ti-B絲的添加量為每噸合金熔液中加0.9～1.1千克Al-Ti-B絲。澆注過程中點(diǎn)Al-Ti-B絲，以實(shí)現(xiàn)對合金熔體進(jìn)行細(xì)化。
具體實(shí)施方式
二本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是在步驟三中，滑動(dòng)平臺(tái)2移動(dòng)距離從0至90毫米時(shí)，滑動(dòng)平臺(tái)2的移動(dòng)速度為50毫米/分鐘，滑動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)距離大于90毫米后移動(dòng)速度變?yōu)?5毫米/分鐘。如此設(shè)置使合金熔液開始與鑄錠模1接觸速度較慢，避免開始時(shí)冷卻速度太快在鑄錠中產(chǎn)生不均勻收縮的應(yīng)力，減少裂紋的發(fā)生。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是在步驟一中，把合金原料加熱到740℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.60％、Fe0.4％、Cu0.15％、Mg0.8％、Cr0.04％、其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在700℃之間熔煉25分鐘，然后靜置15分鐘；其它的步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是在步驟一中，把合金原料加熱到760℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.8％、Fe0.7％、Cu0.40％、Mn0.15％、Mg1.2％、Cr0.35％、Zn0.25％、Ti0.15％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在740℃之間熔煉35分鐘，然后靜置25分鐘；其它的步驟與實(shí)施方式一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是在步驟一中，把合金原料加熱到750℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.7％、Fe0.55％、Cu0.27％、Mn0.075％、Mg1.0％、Cr0.20％、Zn0.12％、Ti0.075％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在740℃之間熔煉30分鐘，然后靜置20分鐘；其它的步驟與實(shí)施方式一相同。在鑄錠中取若干試樣經(jīng)高倍組織檢查，沒有發(fā)現(xiàn)顯微組織疏松，用定量金相顯微鏡測量枝晶間距，第二相體積分?jǐn)?shù)(均勻化狀態(tài)試樣不能測平均晶粒尺寸)，其結(jié)果見表1。從表1可以看出，各試樣平均枝晶間距為65.46μm，第二項(xiàng)尺寸平均值為3.81μm，說明枝晶網(wǎng)較小。Mg、Si元素成分偏析結(jié)果見表2，可以看出鑄錠斷面上的化學(xué)成分基本均勻。力學(xué)性能檢查結(jié)果見表3，從表中可以看出，屈服強(qiáng)度平均值為114N/mm2，抗拉強(qiáng)度平均值為188N/mm2，而絕對延伸率平均值為18.0％，其鑄造和加工工藝塑性均非常良好。
表1


表2

表3

權(quán)利要求
1.鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于它通過下述步驟實(shí)現(xiàn)一、把合金原料加熱到740～760℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為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％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；二、向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在700～740℃之間熔煉25～35分鐘，然后靜置15～25分鐘；三、把合金熔液向鑄錠模(1)長條形的型腔(1-1)的一端中澆注，鑄錠模(1)置放于由液壓系統(tǒng)(3)驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)平臺(tái)(2)上，滑動(dòng)平臺(tái)(2)在導(dǎo)軌(4)上運(yùn)動(dòng)，鑄錠模(1)隨滑動(dòng)平臺(tái)(2)運(yùn)動(dòng)，合金熔液從型腔(1-1)的一端澆注到型腔(1-1)的另一端，在滑動(dòng)平臺(tái)(2)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)向合金熔液中勻速插入Al-Ti-B絲，使Al-Ti-B絲中的各元素沿型腔(1-1)的長度方向均勻熔入合金熔液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于Al-Ti-B絲的添加量為每噸合金熔液中加0.9～1.1千克Al-Ti-B絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于在步驟三中，滑動(dòng)平臺(tái)(2)移動(dòng)距離從0至90毫米時(shí)，滑動(dòng)平臺(tái)2的移動(dòng)速度為50毫米/分鐘，滑動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)距離大于90毫米后移動(dòng)速度變?yōu)?5毫米/分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于在步驟一中，把合金原料加熱到740℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.60％、Fe0.4％、Cu0.15％、Mg0.8％、Cr0.04％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在700℃之間熔煉25分鐘，然后靜置15分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于在步驟一中，把合金原料加熱到760℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.8％、Fe0.7％、Cu0.40％、Mn0.15％、Mg1.2％、Cr0.35％、Zn0.25％、Ti0.15％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在740℃之間熔煉35分鐘，然后靜置25分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金扁錠熔鑄工藝方法，其特征在于在步驟一中把合金原料加熱到750℃，加熱的同時(shí)進(jìn)行攪拌和扒渣，合金中各元素的質(zhì)量百分比控制為Si0.7％、Fe0.55％、Cu0.27％、Mn0.075％、Mg1.0％、Cr0.20％、Zn0.12％、Ti0.075％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；在步驟二中向合金熔液的底部通入氯氣，同時(shí)保持合金熔液的溫度在740℃之間熔煉30分鐘，然后靜置20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋁－硅－鎂系合金鑄錠的熔鑄方法。鋁合金扁錠熔鑄工藝方法把合金原料加熱到740～760℃，同時(shí)攪拌和扒渣，各元素為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％、其他單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其他雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，其余為Al；向合金熔液的底部通入氯氣熔煉；把合金熔液向鑄錠模1中澆注，1置放于由液壓系統(tǒng)3驅(qū)動(dòng)的滑動(dòng)平臺(tái)2上，2在導(dǎo)軌4上運(yùn)動(dòng)，1隨2運(yùn)動(dòng)，合金熔液從型腔的一端澆注到型腔的另一端，在2運(yùn)動(dòng)的同時(shí)向合金熔液中勻速插入Al－Ti－B絲，本發(fā)明的方法具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B22D21/00GK1693012SQ200510009999
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月20日
發(fā)明者蘇堪祥, 王德滿, 吳欣鳳, 單長智, 周慶波, 郝志剛, 王麗娟, 王貴福 申請人:東北輕合金有限責(zé)任公司