專利名稱：鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁合金鑄錠方法，尤其涉及ー種鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法。
背景技術(shù)：
用于生產(chǎn)エ業(yè)型材的鋁合金大規(guī)格圓鑄錠，往往對其晶粒及組織的要求比較嚴(yán)格?，F(xiàn)有技術(shù)中，生產(chǎn)鋁合金大規(guī)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(zhì)，這樣的エ藝，在生產(chǎn)此種鋁合金大規(guī)格圓鑄錠的過程中，由于鑄造時(shí)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(dǎo)致結(jié)晶組織中出現(xiàn)光亮晶粒，達(dá)不到生產(chǎn)使用要求。
由此可見，如何進(jìn)行エ藝改迸，使得得到鋁合金鑄錠晶粒得以細(xì)化，組織致密度提高，消除光亮晶粒，是本領(lǐng)域目前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在干，提供ー種鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，減小晶粒，提高組織的致密度。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是ー種鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，包括如下步驟準(zhǔn)備原料，將原料置入熔煉爐內(nèi)熔化并升溫至750°C以上后開始精煉，在精煉20min 40min后取樣分析，繼續(xù)升溫至755°C 770°C得到鋁合金熔液，根據(jù)取樣分析結(jié)果補(bǔ)料，同時(shí)向熔煉爐加入晶粒細(xì)化齊U，晶粒細(xì)化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加Ikg I. 5kg晶粒細(xì)化劑；鋁合金熔液加入晶粒細(xì)化劑后充分?jǐn)嚢?，再靜置15min 20min，然后開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內(nèi)流出至流槽，然后經(jīng)在線除氣裝置除氣、經(jīng)陶瓷過濾板過濾后注入到結(jié)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(xì)化劑。優(yōu)選地，按以下配比準(zhǔn)備原料，各金屬元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(zhì)單個(gè)彡O. 05，其他雜質(zhì)總和
<O. I。優(yōu)選地，精煉采用純氮?dú)獯捣劬珶?。?yōu)選地，所述晶粒細(xì)化劑為鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑或鈦硼晶粒細(xì)化劑。優(yōu)選地，向流槽中加入晶粒細(xì)化劑時(shí)，采用自動加料裝置。優(yōu)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(xì)化劑。優(yōu)選地，鑄造速度為50mm/miη 54mm/min。優(yōu)選地，冷卻水壓為O. 07 O. 09Mpa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，通過控制鋳造的溫度以及采用兩次向鋁合金熔液中加入細(xì)化劑的方式，使得制備的鋁合金大規(guī)格圓鑄錠晶粒細(xì)小，組織致密，滿足高要求エ業(yè)型材的用料要求；采用本發(fā)明方法制備得到的鋁合金大規(guī)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(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。實(shí)施例一本實(shí)施例中，鋁合金鑄錠中要求各合金元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(zhì)單個(gè)< O. 05，其他雜質(zhì)總和 <O. I。根據(jù)以上合金成分，計(jì)算出所需的鋁錠、鋁硅合金、鋁錳合金、鋁鉻合金、鎂錠用量，然后按照投料、熔化、精煉、扒渣、合金化、精煉、扒渣、靜置、鋳造、鋸切、均質(zhì)即得。其中，本實(shí)施例中，投料、熔化、精煉、扒渣、合金化這些步驟均同于現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)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(jìn)行詳細(xì)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間20min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，此時(shí)，爐內(nèi)溫度有所下降，所以繼續(xù)升溫至755°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢?，此處鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入Ikg鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置15min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鑄造速度控制在48mm/min，冷卻水壓O. 06Mpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)3. Om/min。實(shí)施例ニ本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間25min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至760°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鈦硼絲并充分?jǐn)嚢?，此處鈦硼晶粒?xì)化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加入
1.2kg鈦硼晶粒細(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置20min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速度控制在55mm/min，冷卻水壓O. lOMpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)3. Om/min。實(shí)施例三本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間25min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至765°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢?，此處鋁鈦硼晶粒細(xì)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(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置ISmin開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速度控制在50mm/min，冷卻水壓O. 08Mpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)2. 8m/min。實(shí)施例三本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間30min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至768°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢瑁颂庝X鈦硼晶粒細(xì)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(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置19min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速 度控制在52mm/min，冷卻水壓O. 07Mpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)2. 9m/min。實(shí)施例四本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間35min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至770°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢?，此處鋁鈦硼晶粒細(xì)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(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置16min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速度控制在54mm/min，冷卻水壓O. 08Mpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)2. 6m/min。實(shí)施例五本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶挘珶挄r(shí)間38min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至760°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢?，此處鋁鈦硼晶粒細(xì)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(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置17min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速度控制在49mm/min，冷卻水壓O. 09Mpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)2. 9m/min。實(shí)施例六本實(shí)施例中，與實(shí)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?dú)獯捣劬珶?，精煉時(shí)間37min，取樣做爐前化學(xué)成分分析，繼續(xù)升溫至768°C，根據(jù)爐前分析結(jié)果補(bǔ)料，此時(shí)向爐內(nèi)加入鋁鈦硼絲(Al5Ti1B)并充分?jǐn)嚢?，此處鋁鈦硼晶粒細(xì)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(xì)化劑；化學(xué)成分合格后靜置16min開始鑄造；流槽、過濾箱分流盤均要經(jīng)過充分烘烤。鋁液經(jīng)過在線除氣裝置、40ppi陶瓷過濾板注入結(jié)晶器，鋳造速度控制在55mm/min,冷卻水壓O. IMpa。其中，還要通過自動喂絲裝置(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(xì)化劑，喂絲速度(也即加料速度)3. Om/min。
將現(xiàn)有技術(shù)中采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(fā)明前述實(shí)施例得到的鋁合金圓鑄錠進(jìn)行性能測評，結(jié)果如下
權(quán)利要求
1.一種鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，包括如下步驟準(zhǔn)備原料，將原料置入熔煉爐內(nèi)熔化并升溫至750°c以上后開始精煉，在精煉20min 40min后取樣分析，繼續(xù)升溫至755°C 770°C得到鋁合金熔液，根據(jù)取樣分析結(jié)果補(bǔ)料，同時(shí)向熔煉爐加入晶粒細(xì)化劑，晶粒細(xì)化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加Ikg I. 5kg晶粒細(xì)化劑；鋁合金熔液加入晶粒細(xì)化劑后充分?jǐn)嚢?，再靜置20min 30min，然后開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內(nèi)流出至流槽，然后經(jīng)在線除氣裝置除氣、經(jīng)陶瓷過濾板過濾后注入到結(jié)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(xì)化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，按以下配比準(zhǔn)備原料各金屬元素的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(zhì)單個(gè)< O. 05，其他雜質(zhì)總和< O. I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，精煉采用純氮?dú)獯捣矍闊挕?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，所述晶粒細(xì)化劑為鋁鈦硼晶粒細(xì)化劑或鈦硼晶粒細(xì)化劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，向流槽中加入晶粒細(xì)化劑時(shí)，采用自動加料裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，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(xì)化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，鑄造速度為 50mm/min 54mm/min0
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，其特征在于，冷卻水壓為 O. 07 O. 09Mpa。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋁合金大規(guī)格細(xì)晶鑄錠的制備方法，包括如下步驟準(zhǔn)備原料，將原料置人熔煉爐內(nèi)熔化并升溫至750℃以上后開始精煉，在精煉20min～40min后取樣分析，繼續(xù)升溫至755℃～770℃得到鋁合金熔液，根據(jù)取樣分析結(jié)果補(bǔ)料，同時(shí)向熔煉爐加入晶粒細(xì)化劑，晶粒細(xì)化劑的加入量為1噸鋁合金熔液中加1kg～1.5kg晶粒細(xì)化劑；鋁合金熔液加入晶粒細(xì)化劑后充分?jǐn)嚢?，再靜置15min～20min，然后開始鑄造，鋁合金熔液從熔煉爐內(nèi)流出至流槽，然后經(jīng)在線除氣裝置除氣、經(jīng)陶瓷過濾板過濾后注入到結(jié)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(xì)化劑。本發(fā)明方法制備的鋁合金大規(guī)格鑄錠晶粒細(xì)小，組織致密，滿足高要求工業(yè)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(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者鄺偉興 申請人:肇慶亞洲鋁廠有限公司