一種a356.2鋁合金鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，涉及車輪制造，特別是一種A356. 2鋁合金鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，鋁合金在汽車制造業(yè)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，汽車輪 轂作為汽車的重要配件，其材料質(zhì)量直接影響到汽車的性能及行駛安全性，A356. 2鋁合金 作為汽車輪轂材料已被應(yīng)用多年，目前仍占據(jù)鋁合金輪轂材料市場主導地位，但隨著新型 材料的不斷涌現(xiàn)，A356. 2鋁合金材料的市場競爭力正被逐漸削弱，因此若想保持A356. 2鋁 合金的市場地位不被動搖，必須進一步提高合金性能，以保持其市場競爭優(yōu)勢。
[0003] 一般的金屬制品都要經(jīng)過熔煉和鑄造，即都要經(jīng)過由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)的結(jié)晶過 程。金屬結(jié)晶后所形成的組織，包括各種相的晶粒形狀、大小和分布等，將極大地影響到 金屬的加工性能和制成品的使用性能，因此材料晶粒度越細，其性能越好。
[0004] A356. 2鋁合金錠通常采用鐵模鏈帶式鑄造機鑄造 ，一般一個熔次的鋁液需鑄造7 個轉(zhuǎn)次，就是說，一個鑄模大約1小時連續(xù)使用7次，在鑄造過程中，每轉(zhuǎn)次鑄模由于直接接 觸鋁液約4分鐘，它從鋁液中吸熱，從模子的初始溫度升至幾乎等于鋁液相同溫度。凝固脫 模后，冷卻約5分鐘再次接觸鋁液，因此，鐵模溫度再次升高，鐵模溫度高低直接影響鑄造 產(chǎn)品的結(jié)晶組織。鑄造機上使用的鐵模為元寶形結(jié)構(gòu)，下窄上寬，鋁合金錠鑄造過程，鑄造 溫度為660°C，鋁液澆注入鐵模內(nèi)以后，熱量主要通過兩個途徑散發(fā)出去：
[0005] (1)通過鑄模上方敞開的液面直接以熱輻射方式將熱量散發(fā)到空氣中。
[0006] (2)通過鐵模壁以熱傳導方式將熱量導出散發(fā)到空氣中去。
[0007] 從鋁合金鐵模鑄造散熱途徑可以分析：在一定條件下，第一種散熱方式在單位面 積和單位時間內(nèi)散發(fā)的熱量幾乎是一定值，而鐵模熱傳導與鐵模的基礎(chǔ)溫度相關(guān)性很大， 鐵模基礎(chǔ)溫度低，單位時間內(nèi)傳導出的熱量多，反之傳導出的熱量少，也就是說，鐵模基礎(chǔ) 溫度低，冷卻強度大，模具壁處首先結(jié)晶，離模具壁較遠處還是液態(tài)，此時模具壁內(nèi)的金屬 溫度梯度大，有利于結(jié)晶和形成細晶粒。而如果模具基礎(chǔ)溫度高，相對來說，冷卻強度低，盡 管模具壁處仍是先結(jié)晶，但相對于低溫模具，單位時間導出的熱量少，溫度梯度降低，過冷 度隨之降低，結(jié)晶速率減緩，因此，晶粒粗大。
[0008] A356. 2鋁合金鑄造過程中，是由金屬液體變?yōu)楣腆w的過程，在此過程中，金屬原子 附著在晶核上，使晶粒長大，直至全部液態(tài)原子變?yōu)楣虘B(tài)為止，成為規(guī)則有序排列的晶體。 結(jié)晶條件是在固相線以下溫度，即過冷條件下才能結(jié)晶，在自發(fā)晶核基礎(chǔ)上結(jié)晶需過冷度 很大，高純鋁結(jié)晶過冷度高達百度，而在非自發(fā)晶核基礎(chǔ)上結(jié)晶所需的過冷度較小，往往只 需幾度就夠了。因 Al-Sr在鋁合金結(jié)晶過程中時效性很強，而鑄造過程一般需要90到120 分鐘，因此，需要研宄如何防止因 Al-Sr失效而造成晶粒粗大。
[0009] 經(jīng)檢索，發(fā)現(xiàn)一篇與本專利內(nèi)容相關(guān)的文獻，特種鑄造及有色合金2011年第31卷 第6期提供的《A356. 2鋁合金熔煉過程中鍶燒損的研宄》，對A356. 2鋁合金錠、熔煉爐中熔 體、澆包中熔體以及低壓鑄造機保溫爐中熔體的鍶含量進行了對比分析，研宄了鍶元素在 A356. 2鋁合金熔煉過程中的燒損情況，結(jié)果表明，A356. 2鋁合金中鍶在熔煉過程中燒損程 度較大，在低壓鑄造機保溫爐中的燒損比熔煉過程中的鍶燒損要少，為達到工藝要求可在 精煉初期前添加鋁-鍶合金來調(diào)整鍶含量。
[0010] 經(jīng)對比，本專利內(nèi)容與上述文獻中添加鋁-鍶合金的方式和澆鑄時機有所不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種有效增加鑄造過程中的鋁液結(jié)晶 過冷度的A356. 2鋁合金鑄造方法。
[0012] 一種A356. 2鋁合金鑄造方法，其步驟為：
[0013] ⑴將A356. 2鋁合金所需原材料按標準要求比例進行投料，所投入原材料中不包 括含鍶原材料，然后熔煉，通過凈化處理后進行澆鑄，在澆鑄過程中，向A356. 2鋁合金熔體 中加入Al-Sr中間合金，加入方式是將所需Al-Sr中間合金分為多個等份，按所分份數(shù)分時 段添加到鋁合金熔體中；
[0014] ⑵澆鑄過程中，在以模具內(nèi)鋁合金錠由液態(tài)轉(zhuǎn)為固態(tài)節(jié)點處，從模具底部向模具 上噴冷卻水霧，噴冷卻水霧的范圍從起點向后延續(xù)4至5米距離。
[0015] 而且，在步驟⑴所述的Al-Sr中間合金最終加入的重量是以Sr含量達到爐內(nèi)鋁熔 體總重量的0.021% ±0.005%為準。
[0016] 而且，在步驟⑴所述的澆鑄前，A356. 2鋁合金熔體的溫度為690 °C。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：
[0018] 1、本發(fā)明提供的A356. 2鋁合金鑄造方法采取在鑄造過程中分時段添加 Al-Sr中 間合金，就是計劃每爐次所使用Al-Sr中間合金，分多次間隔等份加入，這樣很好的解決 了 Al-Sr失效問題，有效保證了整個鑄造過程中晶粒度始終保持細小均勻。
[0019] 2、本發(fā)明提供的A356. 2鋁合金鑄造方法在鑄造過程中往模具上噴水霧，強制模 具降溫，使模具基礎(chǔ)溫度大體相同，保證鑄件晶粒均勻。
[0020] 3、本發(fā)明提供的A356. 2鋁合金鑄造方法所生產(chǎn)的鋁合金錠經(jīng)高、低倍檢測，晶粒 細小、均勻；高倍組織枝晶明顯，枝晶間距小，組織分布均勻，晶粒度優(yōu)于國家標準二級爐次 比例為99. 5%，與現(xiàn)有技術(shù)相比提高15. 4%，未發(fā)生因晶粒不合格報廢情況，充分證明通 過項目研宄，有效解決了 A356. 2鑄造鋁合金錠晶粒度粗大不均勻問題，晶粒度得到明顯改 善。
【附圖說明】
[0021] 圖Ia是實施例1中鑄造前期的鋁合金錠樣品低倍晶粒度檢測圖；
[0022] 圖Ib是實施例1中鑄造中期的鋁合金錠樣品低倍晶粒度檢測圖；
[0023] 圖Ic是實施例1中鑄造后期的鋁合金錠樣品低倍晶粒度檢測圖；
[0024] 圖2a是實施例2中采用本發(fā)明技術(shù)后鑄造前期的鋁合金錠樣品低倍晶粒度檢測 圖；
[0025] 圖2b是實施例2中采用本發(fā)明技術(shù)后鑄造中期的鋁合金錠樣品低倍晶粒度檢測 圖；
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