一種改善AlSi9Cu2鋁合金錠性能的方法與流程

2023-06-14 08:12:06 3

本發明涉及鋁合金技術領域，特別涉及一種改善AlSi9Cu2鋁合金錠性能的方法。

背景技術：

AlSi9Cu2鋁合金錠為加銅的鋁-矽系合金，產品用於汽車配件。該產品用戶對材料的韌性和抗腐蝕性要求極高。

普通的AlSi9Cu2鋁合金鑄件裂紋和抗腐蝕性無法滿足要求，使用後該兩種缺陷的不良率較高，造成用戶處成本升高。

按照現有生產方法進行生產AlSi9Cu2鋁合金錠的作業，其壓鑄後的產品開裂嚴重，抗腐蝕性較差，無法達到和滿足壓鑄用戶進一步的質量要求。

技術實現要素：

本發明的目的是提升AlSi9Cu2鋁合金錠的韌性和抗腐蝕性，以解決現有技術中的上述缺陷，提高該系合金的綜合性能。

為實現以上目的，本發明提供了一種提升AlSi9Cu2鋁合金錠韌性和抗腐蝕性的生產方法，該生產方法包括從鋁料投爐熔化至澆鑄成錠的整個過程。其主要控制為金屬元素錳含量的控制。

本發明的具體技術方案是：

一種提升AlSi9Cu2鋁合金錠韌性和抗腐蝕性的生產方法，將金屬元素錳的元素含量控制為0.25-0.3%，具體生產步驟如下：

（1）將質量百分比70%的熟鋁、合金，及10%的生鋁投入熔爐中，進行助熔，總熔化時長為5-7小時，熔融溫度控制為630-740℃；

（2）扒渣：用鐵鍬在鋁合金液表面撒上15-20KG清渣劑，用鐵扒輕輕敲打液面5-10分鐘後扒渣，並將鋁渣清出爐口，不能用鐵扒攪動鋁液；

（3）熔矽：鋁液表面無浮渣時加入金屬矽，加入後用鐵扒充分攪拌鋁液3-5分鐘，然後開火加溫10-15分鐘再攪拌3-5分鐘，重複4—6次；

（4）降溫：加品管開具的調整料把熔矽的溫度降到精煉要求的溫度710-730℃，如果溫度低應開火升溫；加降溫料可以是一次也可以是多次，要根據爐內鋁液成分來確定，但要保證鋁料乾淨、成分明確；後期如需少量添加矽、錳、鐵應以中間合金的形式加入；

（5）除渣：加入調整料後根據鋁液表面浮渣的多少來確定清渣劑的投入量，範圍在10-15㎏；用鐵扒敲打液面5-10分鐘後扒渣，並將鋁渣清出爐口，不能用鐵扒攪動鋁液；

（6）精煉：分為兩次，第一次精煉：鋁液溫度控制為720±10℃；精煉時間控制在20分鐘；扒渣時間≧15分鐘；精煉劑數量控制為1.4-1.7KG/噸。第二次精煉：鋁液溫度控制為720±10℃；精煉時間控制在20分鐘；扒渣時間≧15分鐘；精煉劑數量控制為1.1-1.3KG/噸；

（7）除氣：除氣時間控制為20-30分鐘，溫度控制為700-710℃；除氣過程有浮渣時應在除氣結束前把浮渣通過除氣集中到爐口用鐵扒扒乾淨；

（8）熔煉工段精煉、除氣方法：將精煉管彎頭向下伸進鋁水中，同時打開氮氣閥門，把氮氣輸出壓力調至0.2Mpa，首先由左到右或由右到左縱向精煉、除氣，其次由內至外或由外至裡橫向精煉、除氣，以達到在爐內空間攪拌形成「井」字形，不允許在某個部位持續停留；

（9）靜置：靜置時間15-20分鐘，靜置溫度700-720℃；靜置期間不可攪動鋁液以保護鋁液表面形成的氧化膜；

（10）鑄錠。

進一步的，上述步驟（3）熔矽步驟，是在無浮渣時加入金屬矽；加入時溫度≧720℃；每間隔10-15分鐘攪拌鋁液3-5分鐘；攪拌時停火；加溫至760-780℃時停止加溫；通常整個熔矽時間控制為60-90分鐘，必要時可以增加到120分鐘；矽、鐵、錳的加入量要充足防止後期少量補加；熔矽後加入銅包鋁。

進一步的，上述步驟（8）精煉、除氣過程要始終將精煉管彎埠與爐底保持一定的距離，通常保持在距離爐底1/4高度；每次縱橫精煉、除氣時移動速度要勻速；除氣時要控制鋁液濺起的高度≦15CM。

本發明的有益效果是：

1、本發明方法生產的AlSi9Cu2鋁合金錠韌性和抗腐蝕性經多次試驗，檢測結果均韌性和抗腐蝕性良好，優於現有的生產方法。

2、使得使用本發明方法生產的AlSi9Cu2鋁合金錠，在送至用戶處後，反饋良好，該方法生產的鋁合金錠壓鑄件綜合性能也優於之前，韌性與抗腐蝕性得到很好地提升。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應該理解，這些實施例僅用於說明本發明，而不用於限定本發明的保護範圍。在實際應用中技術人員根據本發明做出的改進和調整，仍屬於本發明的保護範圍。

以下列出實施例，以舉例說明本發明。

一種AlSi9Cu2鋁合金錠，其組成以質量分數表示為：

Si:10.35%、Fe:0.71%、Cu:1.63%、Mn:0.26%、Mg:0.1%、Cr:0.03、Ni:0.03%、Zn:0.76%、Ti:0.05%、Pb:0.02%、Sn:0.005%。

4、所述提升AlSi9Cu2鋁合金錠韌性和抗腐蝕性的工藝製作方法如下：

該合金成分除鋁外，主要含有以下重量百分比的成分：

（1）將質量百分比70%的熟鋁、合金，及10%的生鋁投入熔爐中，進行助熔，總熔化時長為7小時，熔融溫度控制為728℃；

（2）扒渣：用鐵鍬在鋁合金液表面撒上20KG清渣劑，用鐵扒輕輕敲打液面10分鐘後扒渣，並將鋁渣清出爐口；

（3）熔矽：鋁液表面無浮渣時加入金屬矽，加入後用鐵扒充分攪拌鋁液5分鐘，然後開火加溫15分鐘再攪拌5分鐘，重複5次；

（4）降溫：加品管開具的調整料把熔矽的溫度降到精煉要求的溫度722℃；

（5）除渣：加入調整料後根據鋁液表面浮渣的多少投入清渣劑15㎏（清渣劑由上海虹光金屬溶劑廠生產，型號為HGJ-3）；用鐵扒敲打液面10分鐘後扒渣，並將鋁渣清出爐口；

（6）精煉：分為兩次，第一次精煉：鋁液溫度為721℃；精煉時間為20分鐘；扒渣時間為15分鐘；精煉劑數量為28KG。第二次精煉：鋁液溫度控制為718℃；精煉時間為20分鐘；扒渣時間為15分鐘；精煉劑數量為22KG；（精煉劑由上海虹光金屬溶劑廠生產，型號為HGK5-1A）

（7）除氣：除氣時間為20分鐘，溫度控制為706℃；

（8）靜置：靜置時間20分鐘，靜置溫度705℃；

（9）鑄錠

1、清理流槽、模具：①首先用鉤子把流槽上的鋁料清理乾淨；其次用毛刷把鬆動的耐高溫材料和其它雜物清理掉。清理後用氣管輕輕吹掃乾淨，用手觸摸，確認手上無灰塵；②模具清理：用小鐵釺把粘附的鋁料清理掉，然後用氣管吹掃模具，刷脫模塗料，澆鑄前充分烘烤模具。2、刷滑石粉：滑石粉與純淨水按1：4的比例調和均勻後，用毛刷均勻塗在流槽上，等待18分鐘，把矽酸紙蓋在流槽上方，下方用小火一段一段的烘烤，直到各段水份烘乾。3、打磨、清理（針對流槽）：烘乾後，用砂紙把流槽不平、凸起或鬆動的地方輕輕磨掉，使之平整；各處打磨完成後，再用毛刷輕輕把打磨掉的滑石粉清理乾淨，最後用氣管輕輕吹掃乾淨。4、對分配鼓進行清理、吹掃；5、對錠模進行清理、吹掃、刷塗料、烘烤；6、對鑄錠線和疊錠機的運行檢查（含分配鼓、模具，運行一次）；7、對冷卻水進行檢查；8、澆鑄前檢查礦燈、塞頭、塞套、矽酸紙、鐵鏟等操作工具的準備情況。9、澆鑄工藝：澆鑄溫度為爐內704℃、分配鼓681℃，放置過濾網，鑄錠速度為12m/min。10、①澆鑄工段人員在第二次精煉時開始鑄錠前準備工作；②鑄錠後取檢驗樣品作韌性和抗腐蝕性檢測，韌性和抗腐蝕性檢測結果均為良好。

下表所示：

如上表所示，對金屬元素錳的元素含量進行控制後，產品韌性得到很大提升，抗腐蝕性用戶處反饋良好。