[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度鑄造鋁合金的熔鑄方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010502586.3
• 申請(qǐng)日: 2010-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102443712A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王昌明;徐金泉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州航天風(fēng)華精密設(shè)備有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C22C1/02
• 分類號(hào): C22C1/02;C22C1/06
• 代理公司: 貴陽(yáng)中新專利商標(biāo)事務(wù)所 52100
• 代理人: 劉楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁合金熔鑄技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高強(qiáng)度鑄造鋁合金的熔鑄方法。

背景技術(shù)

鑄造鋁合金由于強(qiáng)韌性的不足，在特種運(yùn)載負(fù)重輪、航空等領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。這些領(lǐng)域多采用變形鋁合金，但是變形鋁合金對(duì)設(shè)備和工裝模具要求很高，工序多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本很高。而鑄造鋁合金具有成本低廉，組織各向同性，可以獲得特殊的組織，易于生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件，可以小批量生產(chǎn)也可以大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)出能夠替代變形鋁合金的高強(qiáng)韌鑄造鋁合金材料及其熔鑄成形工藝，達(dá)到以鑄代鍛，縮短制造周期，降低制造成本的目的，具有重要的理論意義和重大的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

目前世界各國(guó)在高強(qiáng)韌鋁合金研究上十分重視材料和工藝的研究。在材料基礎(chǔ)應(yīng)用上強(qiáng)調(diào)優(yōu)化合金成分和調(diào)整微量元素的添加量，力求在強(qiáng)度和韌性上改進(jìn)提高已有的鑄造鋁合金材料。在生產(chǎn)工藝研究方面，著力研究先進(jìn)設(shè)備，探索鑄件生產(chǎn)工藝新方法。申請(qǐng)?zhí)枮?00810302668.6的專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料，但在該申請(qǐng)中并未公開(kāi)其熔鑄方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供該高強(qiáng)度鑄造鋁合金材料的熔鑄方法，以更好的提高其強(qiáng)度和韌性。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

本發(fā)明高強(qiáng)度鑄造鋁合金的熔鑄方法如下：

（1）預(yù)處理：鋁合金錠切割成塊狀并進(jìn)行噴砂處理后烘干，熔煉工具用涂料進(jìn)行涂刷，涂層厚度1～2mm，自然干燥后備用；

（2）熔化合金：先預(yù)熱熔煉工具，將鋁合金錠置于熔煉工具中熔化，熔化后的合金液攪拌均勻；

（3）精煉：合金液溫度控制在730～740℃，采用精煉除氣機(jī)用氬氣進(jìn)行精煉，精煉參數(shù)為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速250～400r/min，氬氣流速40～48SCFH，精煉時(shí)間不少于20min，合金液溫度不高于750℃；

（4）變質(zhì)處理：精煉后的合金液溫度控制在720～740℃，加入合金液0.05～0.08％（重量）的鋁鍶變質(zhì)劑，變質(zhì)時(shí)間5～8min，攪拌均勻；

（5）攪拌打渣：變質(zhì)后的合金液充分?jǐn)嚢?，然后控溫靜置，打渣，在720～750℃澆注，即可。

本發(fā)明還可以優(yōu)選如下參數(shù)對(duì)高強(qiáng)度鑄造鋁合金進(jìn)行優(yōu)化熔鑄處理：

噴砂后的鋁合金錠在300～400℃下烘干3～4小時(shí)。需要將鋁合金錠充分烘干，以免影響熔鑄質(zhì)量

步驟（2）中，熔煉工具預(yù)熱至500～600℃。

步驟（5）中所述控溫靜置是將合金液在750℃溫度下靜置5～10min。

上述技術(shù)方案中所用到的鋁合金錠是專利申請(qǐng)?zhí)?00810302668.6所述的鋁合金材料。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種用于此新型高強(qiáng)度鑄造鋁合金的熔鑄方法，首次在非鋁硅系鑄造合金熔煉過(guò)程中添加鋁鍶變質(zhì)劑，鋁鍶變質(zhì)劑的加入有助于改善合金晶粒的成形，達(dá)到更加優(yōu)良的力學(xué)性能，本方法有效的提高了熔鑄后鋁合金的強(qiáng)度和韌性。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例中所用的鋁合金錠為專利申請(qǐng)?zhí)?00810302668.6所述的鋁合金材料。

實(shí)施例1：取鋁合金錠用下述方法進(jìn)行熔鑄并測(cè)試其性能

（1）預(yù)處理：鋁合金錠切割成4kg的塊狀并進(jìn)行噴砂處理，在400℃烘干3小時(shí)，熔煉工具用Calotte20W(深圳派瑞克冶金材料公司產(chǎn)品)涂料進(jìn)行涂刷，涂層厚度2mm，自然干燥后備用；

（2）熔化合金：先將熔煉工具預(yù)熱至550℃，將鋁合金錠置于預(yù)熱后的熔煉工具中熔化（合金錠在700℃左右熔化），熔化后的合金液攪拌均勻；

（3）精煉：合金液溫度控制在730℃，采用精煉除氣機(jī)用氬氣進(jìn)行精煉，精煉參數(shù)為：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速300r/min，氬氣流速45SCFH，精煉時(shí)間不少于20min，合金液溫度不高于750℃；

（4）變質(zhì)處理：精煉后的合金液溫度控制在740℃，加入合金液0.06％（重量）的鋁鍶變質(zhì)劑（AlSr5），變質(zhì)時(shí)間8min，攪拌均勻；

（5）攪拌打渣：變質(zhì)后的合金液充分?jǐn)嚢?，然后將合金液?50℃溫度下靜置10min，打渣，將溫度降至730℃澆注試棒，即可。

力學(xué)性能測(cè)試：將澆注好的試棒加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣（GB1173），在拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，力學(xué)性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1澆注試棒力學(xué)性能