7475鋁合金扁錠熔鑄工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及7475鋁合金扁錠熔鑄工藝，通過(guò)控制化學(xué)成分、調(diào)整鑄造應(yīng)力、提高熔體純凈度、加強(qiáng)晶粒細(xì)化等方面入手，防止7475鋁合金扁錠鑄造時(shí)發(fā)生裂紋、疏松缺陷。
【專利說(shuō)明】≤
7475鋁合金扁錠熔鑄工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁合金鑄造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種7475鋁合金扁錠熔鑄工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]7475鋁合金用來(lái)生產(chǎn)航空結(jié)構(gòu)件，該結(jié)構(gòu)件要求具有高強(qiáng)度、高韌性、抗疲勞、耐腐蝕等性能，其最終制品要求經(jīng)過(guò)A級(jí)探傷檢驗(yàn)和斷口氧化膜檢查。為了保證合金制品的性能和使用壽命，在熔鑄階段，除要求良好的鑄造成形外，還應(yīng)嚴(yán)格控制其主成分，降低雜質(zhì)含量，保證金屬的高純潔度。
[0003]目前7475鋁合金扁錠鑄造時(shí)容易發(fā)生裂紋、疏松缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于 提供一種7475鋁合金扁錠熔鑄工藝，包含以下步驟:
Cl)配料，使用本合金 一級(jí)廢料< 30%，純鋁錠> 30%，合金中所需的Cu、Mg、Zn以純金屬形式加入，Cr以Al-Cr中間合金形式加入，不允許使用復(fù)化料和添加劑，配料時(shí)控制Si<0.25wt%, Fe<0.lwt%, Cu: 1.3-1.5wt%, Mn ^ 0.20wt%, Zn:5.2-5.8wt%, Mg:2.3-2.8wt%,Ti ( 0.10wt%, Cr含量按中限配入；
(2)熔煉，采用電爐自投固體料熔化方式，熔煉溫度740°C_750°C，熔煉時(shí)間不超過(guò)40分鐘；
(3)精煉，導(dǎo)爐前對(duì)靜置爐兩次清爐，導(dǎo)爐時(shí)在出爐流槽加鋁合金晶粒細(xì)化劑，熔體導(dǎo)入靜置爐后加入精煉劑并用氬氣精煉30分鐘，靜置20分鐘；
(4)鑄造，鑄造溫度控制在700-73(TC，鑄造過(guò)程中用除氣裝置進(jìn)行在線除氣，用陶瓷片過(guò)濾，并在線播種Al-5T1-B絲細(xì)化晶粒，鑄造過(guò)程中平衡鑄錠中的溫度場(chǎng)，使之在鑄錠對(duì)應(yīng)位置處的側(cè)面和寬面的的溫度分布盡可能均勻，在鑄造過(guò)程中確保均勻分配液流，保證寬面兩側(cè)水冷均勻。
[0005]調(diào)整寬面和側(cè)面冷卻水的比例，盡量使側(cè)面的冷卻水壓小于寬面的冷卻水壓，使寬面和側(cè)面的收縮盡可能接近同步。
[0006]本發(fā)明通過(guò)控制化學(xué)成分、調(diào)整鑄造應(yīng)力、提高熔體純凈度、加強(qiáng)晶粒細(xì)化，有限防止了 7475鋁合金扁錠鑄造時(shí)發(fā)生裂紋、疏松缺陷。
【具體實(shí)施方式】
[0007](I)配料，使用本合金一級(jí)廢料≤30%，純鋁錠≤30%，合金中所需的Cu、Mg、Zn以純金屬形式加入，Cr以Al-Cr中間合金形式加入，不允許使用復(fù)化料和添加劑，配料時(shí)控制Si<0.25wt%, Fe<0.lwt%, Cu:1.3-1.5wt%, Mn ^ 0.20wt%, Zn:5.2-5.8wt%, Mg:2.3-2.8wt%,Ti ( 0.10wt%, Cr含量按中限配入；
雜質(zhì)Fe可與其他元素形成一些粗大化合物，影響合金的強(qiáng)度和塑性，Si的負(fù)作用比Fe的大，隨著Si含量增加，合金的熱脆性急劇提高，因此控制Fe〈0.lwt%, Si〈0.25wt% ；通過(guò)多次試驗(yàn)，隨著Mg含量增加裂紋傾向降低。因此，在對(duì)性能影響不大的情況下，應(yīng)盡可能提高M(jìn)g含量，經(jīng)對(duì)制件成品性能要求、鑄造性能的綜合考慮，將Mg控制在2.3~
2.8wt % ；
Cu元素能顯著增加合金的熱脆性，當(dāng)Cu>l.5wt%時(shí)熱脆性更大，因此，在保證合金強(qiáng)度的情況下，Cu含量應(yīng)盡可能低，將Cu控制在1.3~1.5wt%。
[0008](2)熔煉，采用電爐自投固體料熔化方式，熔煉溫度740°C _750°C，熔煉時(shí)間不超過(guò)40分鐘； (3)精煉，導(dǎo)爐前對(duì)靜置爐兩次清爐，導(dǎo)爐時(shí)在出爐流槽加鋁合金晶粒細(xì)化劑，熔體導(dǎo)入靜置爐后加入精煉劑并用氬氣精煉30分鐘，靜置20分鐘；
(4)鑄造，鑄造溫度控制在700-73(TC，鑄造過(guò)程中用除氣裝置進(jìn)行在線除氣，用陶瓷片過(guò)濾，并在線播種Al-5T1-B絲細(xì)化晶粒，鑄造過(guò)程中平衡鑄錠中的溫度場(chǎng)，使之在鑄錠對(duì)應(yīng)位置處的側(cè)面和寬面的的溫度分布盡可能均勻，在鑄造過(guò)程中確保均勻分配液流，保證寬面兩側(cè)水冷均勻。
[0009]調(diào)整寬面和側(cè)面冷卻水的比例，盡量使側(cè)面的冷卻水壓小于寬面的冷卻水壓,使寬面和側(cè)面的收縮盡可能接近同步。
[0010]用上述7475鋁合金扁錠熔鑄工藝制得的鑄錠無(wú)裂紋缺陷。在該合金扁錠上任取一試片進(jìn)行低倍、高倍組織、力學(xué)性能檢查。
[0011]金相組織:
低倍組織，在低倍試片上沒(méi)有發(fā)現(xiàn)夾渣、裂紋等缺陷，鑄錠晶粒度小于一級(jí)。
[0012]高倍組織，在高倍照片中未見(jiàn)晶間疏松缺陷，鑄錠均勻化處理后高倍組織中仍有部分第二相組織。
[0013]力學(xué)性能:
鑄錠的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度平均值較高，而且各部位數(shù)據(jù)相差不大，說(shuō)明各部位結(jié)晶速度較均勻。平均伸長(zhǎng)率17%，說(shuō)明鑄錠塑性較好；但各部位塑性有些差別，除掉分析誤差的影響，總體上看邊部的塑性好一些。
[0014]探傷成品率檢查:
經(jīng)對(duì)7475合金扁錠進(jìn)行A級(jí)探傷檢查，未發(fā)現(xiàn)探傷廢品。
[0015]斷口氧化膜檢查:
對(duì)合金扁錠加工成的制品進(jìn)行斷口氧化膜檢查，在部分制品上發(fā)現(xiàn)有氧化膜缺陷。該缺陷在鑄錠上無(wú)規(guī)律性，并不是集中在鑄錠的頭或尾部。制品斷口檢查氧化膜廢品約為10%。
【權(quán)利要求】
1.7475鋁合金扁錠熔鑄工藝，其特征在于，包含以下步驟: Cl)配料，使用本合金一級(jí)廢料< 30%，純鋁錠> 30%，合金中所需的Cu、Mg、Zn以純金屬形式加入，Cr以Al-Cr中間合金形式加入，不允許使用復(fù)化料和添加劑，配料時(shí)控制Si<0.25wt%, Fe<0.lwt%, Cu: 1.3-1.5wt%, Mn ^ 0.20wt%, Zn:5.2-5.8wt%, Mg:2.3-2.8wt%,Ti ( 0.10wt%, Cr含量按中限配入； (2 )熔煉，采用電爐自投固體料熔化方式，熔煉溫度740 V -750 V，熔煉時(shí)間不超過(guò)40分鐘； (3)精煉，導(dǎo)爐 前對(duì)靜置爐兩次清爐，導(dǎo)爐時(shí)在出爐流槽加鋁合金晶粒細(xì)化劑，熔體導(dǎo)入靜置爐后加入精煉劑并用氬氣精煉30分鐘，靜置20分鐘； (4)鑄造，鑄造溫度控制在700-73(TC，鑄造過(guò)程中用除氣裝置進(jìn)行在線除氣，用陶瓷片過(guò)濾，并在線播種Al-5T1-B絲細(xì)化晶粒，鑄造過(guò)程中平衡鑄錠中的溫度場(chǎng)，使之在鑄錠對(duì)應(yīng)位置處的側(cè)面和寬面的的溫度分布盡可能均勻，在鑄造過(guò)程中確保均勻分配液流，保證寬面兩側(cè)水冷均勻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的7475鋁合金扁錠熔鑄工藝，其特征在于，步驟(4)鑄造，還包括調(diào)整寬面和側(cè)面冷卻水的比例，使側(cè)面的冷卻水壓小于寬面的冷卻水壓，使寬面和側(cè)面的收縮盡可能接近同步。
【文檔編號(hào)】B22D27/04GK103572081SQ201310581913
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】潘敏, 徐軍, 趙金生, 徐偉, 侯文洪, 盛積 申請(qǐng)人:江蘇江旭鑄造集團(tuán)有限公司