鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法
2023-08-03 03:17:01 1
專利名稱：鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法
技術領域：
本發明涉及鋁合金鑄錠方法，尤其涉及ー種鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法。
背景技術：
用於生產エ業型材的鋁合金大規格圓鑄錠，往往對其晶粒及組織的要求比較嚴格。現有技術中，生產鋁合金大規格圓鑄錠的エ藝為將原料熔化、扒渣、合金化、精煉、扒渣、靜置、鋳造、鋸切、均質，這樣的エ藝，在生產此種鋁合金大規格圓鑄錠的過程中，由於鑄造時間長，流槽、分流盤面積大，鋁溶液的散熱速度較快，低溫及液面的擾動可以導致結晶組織中出現光亮晶粒，達不到生產使用要求。
由此可見，如何進行エ藝改迸，使得得到鋁合金鑄錠晶粒得以細化，組織緻密度提高，消除光亮晶粒，是本領域目前需要解決的技術問題。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在幹，提供ー種鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，減小晶粒，提高組織的緻密度。為解決上述技術問題，本發明的技術方案是ー種鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，包括如下步驟準備原料，將原料置入熔煉爐內熔化並升溫至750°C以上後開始精煉，在精煉20min 40min後取樣分析，繼續升溫至755°C 770°C得到鋁合金熔液，根據取樣分析結果補料，同時向熔煉爐加入晶粒細化齊U，晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加Ikg I. 5kg晶粒細化劑；鋁合金熔液加入晶粒細化劑後充分攪拌，再靜置15min 20min，然後開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內流出至流槽，然後經在線除氣裝置除氣、經陶瓷過濾板過濾後注入到結晶器中，鋳造速度為48mm/min 55mm/min,冷卻水壓為O. 06 O. IOMpa ;其中，向流槽中的招合金溶液以2. 5m/min 3. Om/min的速度加入晶粒細化劑。優選地，按以下配比準備原料，各金屬元素的質量百分數含量為A1 :98. 5 98. 6、Cu く O. 10、Fe く O. 15、Si 0. 43 O. 47、Mg 0. 47 O. 51、Mn 0. 07 O. 09、Cr
O.07 O. 09、Ti彡O. 05、Ni彡O. 05、Zn彡O. 05，其他雜質單個彡O. 05，其他雜質總和
<O. I。優選地，精煉採用純氮氣吹粉精煉。優選地，所述晶粒細化劑為鋁鈦硼晶粒細化劑或鈦硼晶粒細化劑。優選地，向流槽中加入晶粒細化劑時，採用自動加料裝置。優選地，向流槽中的招合金熔液以2. 6m/min 2. 8m/min的速度加入晶粒細化劑。優選地，鑄造速度為50mm/miη 54mm/min。優選地，冷卻水壓為O. 07 O. 09Mpa。與現有技術相比，本發明鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，通過控制鋳造的溫度以及採用兩次向鋁合金熔液中加入細化劑的方式，使得製備的鋁合金大規格圓鑄錠晶粒細小，組織緻密，滿足高要求エ業型材的用料要求；採用本發明方法製備得到的鋁合金大規格圓鑄錠，組織缺陷明顯減少，成品率從75%提升至95%，有效地提高生產效率，降低生產成本。
具體實施例方式為了使本領域的技術人員更好地理解本發明的技術方案，下面通過具體的實施例對本發明作進ー步的詳細說明。實施例一本實施例中，鋁合金鑄錠中要求各合金元素的質量百分數含量為A1 98. 5 98. 6、Cu く O. 10、Fe く O. 15、Si 0. 43 O. 47、Mg 0. 47 O. 51、Mn 0. 07 O. 09、Cr
0.07 O. 09、Ti ^ O. 05、Ni ^ O. 05、Zn ^ O. 05，其他雜質單個< O. 05，其他雜質總和 <O. I。根據以上合金成分，計算出所需的鋁錠、鋁矽合金、鋁錳合金、鋁鉻合金、鎂錠用量，然後按照投料、熔化、精煉、扒渣、合金化、精煉、扒渣、靜置、鋳造、鋸切、均質即得。其中，本實施例中，投料、熔化、精煉、扒渣、合金化這些步驟均同於現有技術中生產普通鑄錠的エ藝，此處不再贅述，以下就精煉、靜置、鋳造步驟進行詳細說明將鋁合金溶液溫度升至750°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間20min，取樣做爐前化學成分分析，此時，爐內溫度有所下降，所以繼續升溫至755°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼晶粒細化劑(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入Ikg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置15min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鑄造速度控制在48mm/min，冷卻水壓O. 06Mpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)3. Om/min。實施例ニ本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體如下將鋁合金溶液溫度升至755°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間25min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至760°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鈦硼絲並充分攪拌，此處鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入
1.2kg鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置20min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速度控制在55mm/min，冷卻水壓O. lOMpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)3. Om/min。實施例三本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體為將鋁合金溶液溫度升至752°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間25min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至765°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入I. 4kg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置ISmin開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速度控制在50mm/min，冷卻水壓O. 08Mpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)2. 8m/min。實施例三本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體為將鋁合金溶液溫度升至754°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間30min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至768°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入I. 5kg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置19min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速 度控制在52mm/min，冷卻水壓O. 07Mpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)2. 9m/min。實施例四本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體為將鋁合金溶液溫度升至755°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間35min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至770°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入I. 5kg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置16min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速度控制在54mm/min，冷卻水壓O. 08Mpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)2. 6m/min。實施例五本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體為將鋁合金溶液溫度升至756°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間38min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至760°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入I. Ikg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置17min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速度控制在49mm/min，冷卻水壓O. 09Mpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)2. 9m/min。實施例六本實施例中，與實施例一的不同之處為精煉、靜置、鋳造步驟，具體為將鋁合金溶液溫度升至760°C，開始精煉操作，精煉方式為純氮氣吹粉精煉，精煉時間37min，取樣做爐前化學成分分析，繼續升溫至768°C，根據爐前分析結果補料，此時向爐內加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)並充分攪拌，此處鋁鈦硼晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入I. 2kg鋁鈦硼晶粒細化劑；化學成分合格後靜置16min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經過充分烘烤。鋁液經過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結晶器，鋳造速度控制在55mm/min,冷卻水壓O. IMpa。其中，還要通過自動餵絲裝置(即自動加料裝置)向流槽中的鋁合金溶液加入鋁鈦硼晶粒細化劑，餵絲速度(也即加料速度)3. Om/min。
將現有技術中採用普通エ藝得到的鋁合金圓鑄錠作為對照例，對對照例及本發明前述實施例得到的鋁合金圓鑄錠進行性能測評，結果如下
權利要求
1.一種鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟準備原料，將原料置入熔煉爐內熔化並升溫至750°c以上後開始精煉，在精煉20min 40min後取樣分析，繼續升溫至755°C 770°C得到鋁合金熔液，根據取樣分析結果補料，同時向熔煉爐加入晶粒細化劑，晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加Ikg I. 5kg晶粒細化劑；鋁合金熔液加入晶粒細化劑後充分攪拌，再靜置20min 30min，然後開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內流出至流槽，然後經在線除氣裝置除氣、經陶瓷過濾板過濾後注入到結晶器中，鑄造速度為48mm/min 55mm/min,冷卻水壓為O. 06 O. IOMpa ;其中，向流槽中的招合金熔液以2. 5m/min 3. Om/min的速度加入晶粒細化劑。
2.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，按以下配比準備原料各金屬元素的質量百分數含量為A1 :98. 5 98. 6、Cu彡O. 10、Fe彡O. 15,Si O. 43 O. 47,Mg 0. 47 O. 5UMn 0. 07 O. 09,Cr 0. 07 O. 09,Ti ( O. 05,Ni ( O. 05、Zn ( O. 05，其他雜質單個< O. 05，其他雜質總和< O. I。
3.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，精煉採用純氮氣吹粉情煉。
4.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，所述晶粒細化劑為鋁鈦硼晶粒細化劑或鈦硼晶粒細化劑。
5.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，向流槽中加入晶粒細化劑時，採用自動加料裝置。
6.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，向流槽中的招合金熔液以2. 6m/min 2. 8m/min的速度加入晶粒細化劑。
7.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，鑄造速度為 50mm/min 54mm/min0
8.根據權利要求I所述的鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，其特徵在於，冷卻水壓為 O. 07 O. 09Mpa。
全文摘要
本發明公開一種鋁合金大規格細晶鑄錠的製備方法，包括如下步驟準備原料，將原料置人熔煉爐內熔化並升溫至750℃以上後開始精煉，在精煉20min～40min後取樣分析，繼續升溫至755℃～770℃得到鋁合金熔液，根據取樣分析結果補料，同時向熔煉爐加入晶粒細化劑，晶粒細化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加1kg～1.5kg晶粒細化劑；鋁合金熔液加入晶粒細化劑後充分攪拌，再靜置15min～20min，然後開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內流出至流槽，然後經在線除氣裝置除氣、經陶瓷過濾板過濾後注入到結晶器中，鑄造速度為48mm/min～55mm/min，冷卻水壓為0.06～0.10MPa；其中，向流槽中的鋁合金熔液以2.5m/min～3.0m/min的速度加入晶粒細化劑。本發明方法製備的鋁合金大規格鑄錠晶粒細小，組織緻密，滿足高要求工業型材的用料要求。
文檔編號B22D27/20GK102672151SQ20121019347
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者鄺偉興 申請人:肇慶亞洲鋁廠有限公司