[發明專利]一種大規格熱處理可強化鋁合金扁錠的制造方法

有效

• 申請號: 201510495943.0
• 申請日: 2015-08-13
• 公開（公告）號: CN105018808A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 劉義虎;吳曉旭;武子原;滕志貴;黃巖超;曹俊波;陳雷;田野
• 申請（專利權）人: 東北輕合金有限責任公司
• 主分類號: C22C21/08
• 分類號: C22C21/08;C22C1/03
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種鋁合金扁鑄錠的制造方法。

背景技術

隨著我國鐵路客運、貨運的全面提速，對內燃機車的馬力要求越來越大，發動機動力增加的同時車體體積、重量大幅增加，而目前我國鐵路路基條件難以承受大功率高速機車的重量。由于鋁合金具有密度小、比強度高等優點，使其應用范圍不斷擴大，在許多場合可以替代鋼鐵材料。用鋁合金代替原來貨車車廂鋼鐵結構，外表美觀，可顯著減少車廂自身重量，所以使用鋁合金材料替代大功率機車鋼結構件，是解決高速機車超重的最佳途徑。這種熱處理可強化鋁合金材料代替原來的鋼鐵材料則完全符合了高速列車輕量化、高強度、耐腐蝕性、焊接性能優良的要求。

發明內容

本發明要解決現有技術制備的鋁合金扁鑄錠存在鑄造成品率低、不能軋制出性能優良寬厚板材的問題，而提供一種大規格熱處理可強化鋁合金扁錠的制造方法。

一種大規格熱處理可強化鋁合金扁錠的制造方法，是按以下步驟完成的：

一、稱料：按各元素質量百分比為Si：0.5％～0.7％、Cu：0.15％～0.25％、Mg：0.9％～1.1％、Cr：0.1％～0.25％和余量Al，分別稱取純鋁錠、Al-Si中間合金、Al-Cu中間合金、Cr添加劑和純Mg錠；

二、熔煉：依次將步驟一中稱取的純鋁錠、Al-Si中間合金、Al-Cu中間合金、Cr添加劑和純Mg錠加入到天然氣爐中，再在溫度為720℃～760℃下熔煉至純鋁錠、Al-Si中間合金、Al-Cu中間合金、Cr添加劑和純Mg錠全部熔化，再在溫度為720℃～760℃和攪拌速度為1m/s～1.5m/s的條件下攪拌熔煉5min～10min，得到鋁合金熔液；

三、制備鑄造熔體：將鋁合金熔液導入到靜置爐中，向鋁合金熔液中加入Al-Ti絲，再在溫度為710℃～730℃和氬氣氣氛下精煉10min～20min，再在溫度為710℃～730℃和氬氣氣氛下靜置20min～30min，得到鑄造熔體；

步驟三中所述的Al-Ti絲與鋁合金熔液的質量比為(1～3):1000；

四、成型：將鑄造熔體用流槽導入到結晶器內，再在溫度為710℃～730℃、鑄造速度為40mm/min～50mm/min，結晶器內液位85mm～92mm、冷卻水流量為50m³/h和冷卻水溫度為15℃～25℃的條件下采用半連續鑄造法進行鑄造，至鑄錠的長度為100mm～150mm，再在溫度為710℃～730℃、鑄造速度為40mm/min～50mm/min，結晶器內液位85mm～92mm、冷卻水流量為80m³/h和冷卻水溫度為15℃～25℃的條件下采用半連續鑄造法進行鑄造，得到大規格熱處理可強化鋁合金扁錠。

本發明的優點：

一、本發明加入了Ti元素，有效地細化晶粒，提高鑄錠晶粒度；

二、本發明采用低液位鑄造技術有效地保證了鑄錠的表面質量；

三、本發明先進的水冷控制系統為鑄造提供了穩定的水流量，在加料時采用純鋁鋪底，減少冷卻強度，降低鑄造應力，避免鑄造開頭時產生裂紋；

四、本發明在鑄造結束時，采用合金自回火技術，降低鑄錠凝固時因收縮而產生的應力，避免鑄造收尾時產生開裂；

五、本發明采用自動控溫系統為鑄造溫度提供了可靠的保證；

六、本發明在Al的基體上添加Si和Mg元素，形成了Mg₂S強化相，提高焊接性能，加入少量的Cu，對合金起到了強化的作用；同時在合金中添加Cr元素可以改善合金的抗蝕性、力學性能；

七、本發明解決了現有技術制備的鋁合金扁鑄錠存在鑄造成品率低、不能軋制出性能優良的寬厚板材的問題；

八、本發明制備的大規格熱處理可強化鋁合金扁錠的屈服強度98N/mm²～120N/mm²，抗拉強度182N/mm²～201N/mm²，延伸率9.56％～14.7％(鑄態)；

九、對本發明制備的大規格熱處理可強化鋁合金扁錠在鑄態對在不同位置取樣對其金屬內部組織及力學性能的進行觀察，其內部組織及力學性能完全符合生產要求，解決了原來該合金鑄錠規格小(厚255mm，寬1500mm)而不能軋制出優良的寬厚板的問題，滿足了現在市場對鋁合金產品的要求。

本發明可獲得一種大規格熱處理可強化鋁合金扁錠。

附圖說明

圖1為實施例一步驟四得到的大規格熱處理可強化鋁合金扁錠中心處的金相照片；