[發明專利]一種提高AlSi7Mg晶粒度的生產方法

無效

• 申請號: 201110228515.3
• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102234728A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 丁吉林;李永平;李全;李明;和錦黎;劉芳;尹忠鴻;袁崇勝;王作師;張麗宏
• 申請（專利權）人: 云南鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/02;B22D11/06
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

本發明涉及鋁合金材料技術領域，具體地說是一種提高AlSi7Mg鑄造鋁合金晶粒度的生產方法。

背景技術

AlSi7Mg鑄造鋁合金在國內被廣泛運用于生產轎車的主要材料，如輪轂、引擎蓋等，具有較廣的市場前景。目前,?AlSi7Mg鑄造鋁合金的生產方式主要有，水平鑄造、豎井鑄造等方式，其細化晶粒主要方法是在熔體添加晶粒細化劑。豎井鑄造方式存在大量的羽毛狀晶，安全隱患較大；水平鑄造方式靠自然冷卻成型，偏析較大，晶粒度基本在3-5級，針孔度較差等問題。用兩種鑄造方法生產的晶粒度在3級已下，不適應市場變化的要求。

發明內容

本發明目的是提供一種提高AlSi7Mg鑄造鋁合金晶粒度的生產方法。用該生產方法生產的AlSi7Mg鋁合金產品其晶粒度得到提高，得到很細晶粒組織AlSi7Mg鑄件，最終達到該產品的機械性能、物理性能的提高。

本發明是在輪帶式鑄造鋁合金生產線上，通過改變鑄造的工藝條件，從物理的角度增加結晶前固相粒子的數量。液體AlSi7Mg鋁合金（全部或部分）在進入結晶之前，使它沿著其溫度低于該鑄造合金熔點的表面流過，則產生許多的結晶核心。在產品其它性能保持基本不變的情況下，晶粒度得到了較大的提升，保證了產品的后續性能。

本發明技術方案為：

1）熔煉采用熔煉爐配置靜置爐，在熔煉時添加一定量的鋁鍶合金和鈦劑進行熔煉、精煉，得到化學成分、溫度符合要求的AlSi7Mg熔體（添加方法為現有技術）；

2）在現有的輪帶式鑄造工藝上，采用澆鑄溫度635-650℃，澆鑄速度5-8噸/小時；利用結晶輪的圓周轉動和結晶帶的增長，使結晶輪具有雙重作用，即：流道和結晶器的作用，故AlSi7Mg體在沿著結晶輪腔冷卻表面流動過程中受到冷卻，從而得到更多的固相粒子數量；

3）對結晶輪上的冷卻水進行分區，分為內冷卻三個區、外冷卻三個區、內側冷卻三個區、外側冷卻三個區，調整各區的冷卻強度，即：內冷卻水流量1區3.5-6m3/h、內冷卻水流量2區19?-23m3/h、內冷卻水流量3區3.5?-6m3/h、外冷卻水流量1區2-4m3/h、外冷卻水流量2區19-29m3/h、外冷卻水流量3區19-23m3/h、內側冷卻水流量1區2-4m3/h、內側冷卻水流量2區8-10m3/h、內側冷卻水流量3區1-2.5m3/h、外側冷卻水流量1區2-4m3/h、外側冷卻水流量2區8-10m3/h、外側冷卻水流量3區2.5-4m3/h；冷卻水壓力0.3-0.7MPa；以獲得較高晶粒度的AlSi7Mg鋁合金產品。

本發明在國內首次使用輪帶鑄造方式生產AlSi7Mg鑄造鋁合金，產品質量得到了很好的提高，受到同行業高端市場客戶的認可。其產品主要指標為：Si偏析控制在0.3%以內；抗拉強度保持在160MPa以上；?硬度60HB以上；針孔度1-3級；晶粒度可達到GB3642.2要求的二級以上，并且一級的占80%以上。

附圖說明

圖1是鋁熔體冷卻狀態示意圖。

圖2是輪帶式鑄造結晶輪冷卻分區示意圖。

圖中，1―結晶輪，2、4、7、8―冷卻水管，5―帶鋼，6―鋁熔體，A－外冷，B－內外側冷，C－內冷。

具體實施方式

1、熔煉及熔體凈化

在熔爐中裝入一定量（≤30%）的AlSi7Mg工藝廢料后，注入電解鋁液，通過現有的方法計算添加硅、鎂、鍶鈦等金屬或中間合金。充分攪拌、精煉后，鋁溶體倒入靜置爐靜置，獲得成分合格、溫度合格的AlSi7Mg鋁溶體，經在線除氣、除渣和過濾后進行澆鑄（此步驟均為常規技術）。

本方法鑄造AlSi7Mg合金化學成分如下表：

2、連續鑄造：在現有輪帶式鑄造工藝上，澆鑄溫度635-650℃（澆鑄口），澆鑄速度5-8噸/小時（產量可由電機轉速控制），鋁熔體經澆包進入澆鑄口，注入五輥輪帶組成的結晶輪與鋼帶形成的模腔內（如圖1所示），由電機驅動結晶輪，實現合金液連續鑄造成型，得到鋁坯；

3、同時在結晶輪的內外側、上下側四個方向通入冷卻水（如圖1所示），采用12個區域冷卻（如圖2所示），各區域的冷卻強度大小，通過調整其水流量實現。

AlSi7Mg鋁合金結晶輪冷卻水工藝參數見下表：

4、經結晶輪成型的鋁合金坯被送入校直機進行校直處理，校直后鋁合金坯進行在線剪切成扁錠產品。扁錠經輸送鏈和水噴淋裝置實現在線輸送、冷卻。最終自動堆垛、打捆。