[發明專利]一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金

在審

• 申請號: 201410762703.8
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104404323A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 刁文武;姚勇;王劍
• 申請（專利權）人: 西南鋁業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/02
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明屬于金屬材料技術領域，尤其涉及一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金。

背景技術

鋁合金是以鋁為基體元素的合金總成，主要包括的合金元素由銅、硅、鎂、鋅、錳，還包括鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等合金元素。鋁合金的密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，是在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中應用最廣泛的一類有色金屬材料，其使用量僅次于鋼。

通常屈服強度500MPa以上的鋁合金被稱為超高強度鋁合金，他們是以AL-Zn-Mg-Cu系和Al-Zn-Mg系為主的可熱處理強化的鋁合金，自上世紀中葉以來，為了提高Al-Zn-Mg系鋁合金的力學性能，并解決高鋅、高鎂鋁合金中嚴重存在的應力腐蝕問題，國外在該類鋁合金中添加Cu、Cr、Mn等元素，由此產生了一系列的新型AL-Zn-Mg-Cu超硬鋁合金。由于它具有高的比強度和硬度、良好的熱加工性、優良的焊接性能、高斷裂韌度，以及高抗應力腐蝕能力等優點而廣泛應用于航空航天領域，并成為這個領域中重要的材料之一。

但是，現有的7xxx鋁合金普通鑄造錠坯的探傷合格率較低，僅為80％左右，致使整體的生產成本提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金，本發明提供的熱頂鑄造工藝制造的7xxx鋁合金的鑄造錠坯的探傷合格率較高，能夠達到97～99％。

本發明提供一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟：

A)將Cu源，Mn源，Mg源，Cr源，Zn源，Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；

B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；

C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7xxx鋁合金；所述鑄造的速度為15～25mm/min；

所述7xxx鋁合金包括以下質量分數的組分：0～2.6％的Cu，0～0.6％的Mn，1.1～3.0％的Mg，0～0.3％的Cr元素，4.4～8％的Zn，0～0.06％的Ti、0-0.0009％的Be、0～0.25％的Zr和余量的Al。

優選的，所述熔煉爐氣的溫度為800～1050℃。

優選的，所述步驟A)具體包括以下步驟：

將Cu源，Mn源，Cr源，Zn源，Ti源、Zr源和Al源進行熔煉，待熔體全部融化后，加入Mg源和Be源，進行熔煉，得到熔煉物。

優選的，所述在線除氣的溫度為715～725℃；

所述在線除氣的氣體流速為25～35L/min。

優選的，所述在線細化采用Al-5Ti-B絲進行。

優選的，所述鑄造的速度為18～22mm/min。

優選的，所述鑄造的溫度為730～760℃。

優選的，所述鑄造過程中冷卻水的流量為14～30m³/h。

優選的，當所述鑄造的長度在0mm～300mm之間時，所述鑄造過程中冷卻水的流量為14～16m³/h；

當所述鑄造的長度＞300mm時，將所述鑄造過程中冷卻水的流量以(1m³/h)/50mm的速度增加，直到所述冷卻水的流量達到28～30m³/h。

本發明還提供如上述技術方案所述的熱頂鑄造工藝制得的7xxx鋁合金。

本發明提供了一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟：A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7xxx鋁合金；所述鑄造的速度為15～25mm/min；所述7xxx鋁合金包括以下質量分數的組分：0～2.6％的Cu，0～0.6％的Mn，1.1～3.0％的Mg，0～0.3％的Cr元素，4.4～8％的Zn，0～0.06％的Ti、0-0.0009％的Be、0～0.25％的Zr和余量的Al。本發明提供的熱頂鑄造工藝采用了較低的鑄造速度，以減小鑄錠的中心裂紋傾向，而且，鑄錠也不會出現嚴重冷隔產生橫向裂紋，提高了鑄錠成型率，并且，本發明在鑄造前對合金進行了細化，提高了鑄錠內部冶金質量，結果表明，采用本發明提供的熱頂鑄造工藝得到的7xxx鋁合金的探傷合格率在97～99％，鑄錠晶粒度為Ⅰ級。