專利名稱：一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄錠的制造方法。
技術(shù)背景
超硬鋁合金具有高比強度及優(yōu)良的綜合性能，是工業(yè)部門的重要結(jié)構(gòu)材料。但 超硬鋁合金空心圓鑄錠在鑄造過程中容易出現(xiàn)鑄錠內(nèi)壁裂紋。超硬鋁合金本身屬于高強 低塑型合金，從防止鑄錠內(nèi)壁裂紋的角度出發(fā)，除了提高熔體純潔度、合理的控制化學(xué) 成分外，選擇合理的芯子錐度也十分重要。
鋁合金管材半連續(xù)鑄造過程中為了防止鑄錠的收縮時將芯子抱住，一般都應(yīng)將 芯子帶有一定的錐度。錐度過小易使鑄錠內(nèi)孔因收縮而導(dǎo)致內(nèi)孔放射狀裂紋，錐度過大 則會導(dǎo)致鑄錠內(nèi)表層嚴重的二次加熱，甚至引起內(nèi)孔淬火裂紋。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有鑄造方法制備出的鑄錠產(chǎn)生內(nèi)壁裂紋導(dǎo)致成品率低的問 題而提供了 一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法。
本發(fā)明一種超硬鋁合金的制造方法按以下步驟實現(xiàn)一、稱取配料按元素的 質(zhì)量百分比為 Cu: 1.4% 2.0%、Mn: 0.2% 0.6%、Mg: 1.8% 2.8%、Cr: 0.1% 0.25%, Zn: 5.0% 7.2%、Fe: <0.3%, Si: <0.15%,余量為 Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、電解銅、鋁鋅中間合金 和重熔用鋁錠；二、將步驟一稱取的配料裝入電阻反射爐內(nèi)熔煉，在700 750°C的條件 下從兩側(cè)爐門對流攪拌10 15η ι，形成熔體；三、從熔體深度一半處菌取5 20mL 的熔體進行化學(xué)成分檢測，當(dāng)熔體中化學(xué)成分符合步驟一中所述的元素組成后，將熔體 導(dǎo)入電阻反射爐的靜置爐內(nèi)，通入氬氣精煉8 15η ι，然后靜置10 30η ι，得到精 煉后的熔體；四、按半連續(xù)鑄造法，在鑄造速度為70 90ιηιη/ ι、鑄造溫度為710 740冷卻水壓為0.03 O.lOMPa的條件下將步驟三中精煉后得到的熔體鑄造成超硬鋁 合金鑄錠；其中步驟四半連續(xù)鑄造過程中使用錐度為1 13 17的芯子。
本發(fā)明制備超硬鋁合金鑄錠所使用的方法通過控制份和幻含量，使超硬鋁合 金鑄錠中的游離硅數(shù)量和共晶量降低，縮小了脆性區(qū)的范圍，從而提高了所制備的合金 抵抗熱裂紋的能力；本發(fā)明在鑄造過程中工藝參數(shù)的合理匹配，減小了鑄造應(yīng)力，提高 了超硬鋁合金的鑄造性能，鑄錠成型率達到62.3%，提高了 7.3%;本發(fā)明在鑄造過程 中選擇錐度為1 14的芯子，降低了超硬鋁合金鑄錠產(chǎn)生內(nèi)壁裂紋的幾率，成品率達到 74.1%,較現(xiàn)有技術(shù)提高11.8%。
本發(fā)明的制備方法實現(xiàn)了對超硬鋁合金鑄錠的鑄造性能的改良，工藝簡單，容 易實現(xiàn)，不需增加特殊設(shè)備。
具體實施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間 的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法可以按以下步驟 實現(xiàn)一、稱取配料按元素的質(zhì)量百分比為Cu: 1.4% 2.0%、Mn: 0.2% 0.6%、 Mg 1.8 % 2.8 %、Cr 0.1 % ~ 0.25 Zn 5.0 % 7.2 %、Fe <0.3 Si: <0.15%,余量為Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、 鋁鐵中間合金、電解銅、鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠；二、將步驟一稱取的配料裝入電 阻反射爐內(nèi)熔煉，在700 750°C的條件下從兩側(cè)爐門對流攪拌10 15min，形成熔體； 三、從熔體深度一半處菌取5 20mL的熔體進行化學(xué)成分檢測，當(dāng)熔體中化學(xué)成分符 合步驟一中所述的元素組成后，將熔體導(dǎo)入電阻反射爐的靜置爐內(nèi)，通入氬氣精煉8 15min,然后靜置10 30min，得到精煉后的熔體；四、按半連續(xù)鑄造法，在鑄造速度為 70 90mm/min、鑄造溫度為710 740°C、冷卻水壓為0.03 0.IOMPa的條件下將步驟 三中精煉后得到的熔體鑄造成超硬鋁合金鑄錠；其中步驟四半連續(xù)鑄造過程中使用錐度 為1 13 17的芯子。
具體實施方式
二本實施方式與具體實施方式
一不同的是步驟一中按元素的質(zhì) 量百分比為 Cu: 1.6% 1.8%、Mn: 0.3% 0.5%、Mg: 2.0% 2.5%、Cr: 0.15% 0.2%, Zn: 5.5% 6.5%、Fe: 0.01% 0.28%、Si: 0.02 0.12%、余量為 Al，分另 Ij
稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、電解銅、 鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠。其他步驟和參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是步驟二中在710 740°C的條件下對流攪拌12 14min。其他步驟和參數(shù)與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
三不同的是步驟三中通入氬氣精 煉10 12min，然后靜置15 25min。其他步驟和參數(shù)與具體實施方式
三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四不同的是步驟四中在鑄造速度 為75 85mm/min、鑄造溫度為720 730°C、冷卻水壓為0.05 0.08MPa的條件下鑄 造成超硬鋁合金鑄錠。其他步驟和參數(shù)與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
五不同的是步驟四半連續(xù)鑄造過 程中使用錐度為1 14 16的芯子。其他步驟和參數(shù)與具體實施方式
五相同。
具體實施方式
七本實施方式一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法可以按以下步驟 實現(xiàn)一、稱取配料按元素的質(zhì)量百分比為Cu: 1.4% 2.0%、Mn: 0.2% 0.6%、 Mg 1.8 % 2.8 Cr 0.1 % 0.25 Zn 5.0 % 7.2 %、 Fe <0.3 Si <0.15%,余量為Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、 鋁鐵中間合金、電解銅、鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠；二、將配料裝入至電阻反射爐內(nèi) 熔煉，在720°C的條件下從兩側(cè)爐門對流攪拌12min，形成熔體；三、從熔體深度一半處 舀取IOmL的熔體進行化學(xué)成分檢測，當(dāng)熔體中化學(xué)成分符合步驟一中所述的元素組成 后，導(dǎo)入電阻反射爐的靜置爐內(nèi)，通入氬氣精煉lOmin，然后靜置15min，得到精煉后的 熔體；四、按半連續(xù)鑄造法，在鑄造速度為70mm/min、鑄造溫度為715°C、冷卻水壓為 0.03 O.lOMPa的條件下將步驟三中精煉后得到的熔體鑄造成超硬鋁合金鑄錠；其中步驟四半連續(xù)鑄造過程中使用錐度為1 17的芯子。 本實施方式爐內(nèi)配料裝入順序為當(dāng)其他配料軟化下塌后加入電解銅和鋁鋅中間 合金并將電解銅和鋁鋅中間合金完全浸入熔體中，熔體溫度達720°C時再加入鋁錳中間合 金、鋁鉻中間合金和鋁鐵中間合金，最后加入純鎂錠。本實施方式針對不同合金的特性選擇不同的加入時機，解決了各元素充分合金 化的問題，制備的超硬鋁合金鑄錠成品率有所提高，達到62%。
具體實施方式
八本實施方式一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法可以按以下步驟 實現(xiàn)一、稱取配料按元素的質(zhì)量百分比為Cu: 1.4% 2.0%、Mn: 0.2% 0.6%、 Mg 1.8 % 2.8 %、Cr 0.1 % ~ 0.25 Zn 5.0 % 7.2 %、Fe <0.3 Si: <0.15%,余量為Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、 鋁鐵中間合金、電解銅、鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠；二、將配料裝入至電阻反射爐內(nèi) 熔煉，在720°C的條件下從兩側(cè)爐門對流攪拌12min，形成熔體；三、從熔體深度一半處 舀取IOmL的熔體進行化學(xué)成分檢測，當(dāng)熔體中化學(xué)成分符合步驟一中所述的元素組成 后，導(dǎo)入電阻反射爐的靜置爐內(nèi)，通入氬氣精煉lOmin，然后靜置15min，得到精煉后的 熔體；四、按半連續(xù)鑄造法，在鑄造速度為71.3mm/min、鑄造溫度為715°C、冷卻水壓 為0.03 O.lOMPa的條件下將步驟三中精煉后得到的熔體鑄造成超硬鋁合金鑄錠；其中 步驟四半連續(xù)鑄造過程中使用錐度為1 14的芯子。本實施方式制備的超硬鋁合金鑄錠成品率達到了 74.1%。
權(quán)利要求
1.一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于所述超硬鋁合金鑄錠是按以下步 驟實現(xiàn)的一、稱取配料按元素的質(zhì)量百分比為Cu: 1.4% 2.0%、Mn: 0.2% 0.6%, Mg: 1.8% 2.8%、Cr: 0.1% 0.25%、Zn: 5.0% 7.2%、Fe: <0.3%, Si: <0.15%,余量為Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、 鋁鐵中間合金、電解銅、鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠；二、將步驟一稱取的配料裝入電 阻反射爐內(nèi)熔煉，在700 750°C的條件下從兩側(cè)爐門對流攪拌10 15min，形成熔體； 三、從熔體深度一半處菌取5 20mL的熔體進行化學(xué)成分檢測，當(dāng)熔體中化學(xué)成分符 合步驟一中所述的元素組成后，將熔體導(dǎo)入電阻反射爐的靜置爐內(nèi)，通入氬氣精煉8 15min,然后靜置10 30min，得到精煉后的熔體；四、按半連續(xù)鑄造法，在鑄造速度為 70 90mm/min、鑄造溫度為710 740°C、冷卻水壓為0.03 0.IOMPa的條件下將步驟 三中精煉后得到的熔體鑄造成超硬鋁合金鑄錠；其中步驟四半連續(xù)鑄造過程中使用錐度 為1 13 17的芯子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于步驟一中按元 素的質(zhì)量百分比為 Cu: 1.6% 1.8%、Mn: 0.3% 0.5%、Mg: 2.0% 2.5%、Cr: 0.15% 0.2%、Zn: 5.5% 6.5%、Fe: 0.01% 0.28%、Si: 0.02 0.12%、余量為 Al，分別稱取純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鉻中間合金、鋁硅中間合金、鋁鐵中間合金、 電解銅、鋁鋅中間合金和重熔用鋁錠。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于步驟二中 在710 740°C的條件下對流攪拌12 14min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于步驟三中通入 氬氣精煉10 12min，然后靜置15 25min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于步驟四中在鑄 造速度為75 85mm/min、鑄造溫度為720 730°C、冷卻水壓為0.05 0.08MPa的條 件下鑄造成超硬鋁合金鑄錠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，其特征在于步驟四半連續(xù) 鑄造過程中使用錐度為1 14 16的芯子。
全文摘要
一種超硬鋁合金鑄錠的制造方法，它涉及一種鑄錠的制造方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有鑄造方法所制備的鑄錠產(chǎn)生內(nèi)壁裂紋導(dǎo)致成品率低的問題。本發(fā)明超硬鋁合金鑄錠的制造方法稱取配料，經(jīng)熔煉后通入氬氣精煉，采用半連續(xù)鑄造法制成超硬鋁合金鑄錠。本發(fā)明的鑄造方法縮小了鋁合金鑄錠的脆性區(qū)范圍，提高了合金抵抗熱裂紋的能力，減小了鑄造應(yīng)力，提高了超硬鋁合金的鑄造性能，鑄錠成型率達到62.3％，提高了7.3％，成品率達到74.1％，較現(xiàn)有技術(shù)提高11.8％，可用于制造重要結(jié)構(gòu)元件領(lǐng)域。
文檔編號C22C1/03GK102021447SQ20101061574
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者張浩然, 曹永亮, 李海仙, 滕志貴, 王強, 赫微, 郝志剛, 韓華 申請人:東北輕合金有限責(zé)任公司