[發明專利]一種用寬度可調倒角結晶器鑄造大寬厚比鋁合金扁錠的方法

有效

• 申請號: 201610686184.0
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN106086489B
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 何宇棋;陳仁桂;龐宇;任月路;藍東華;徐燕萍;黃程毅
• 申請（專利權）人: 廣西南南鋁加工有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;B22D11/00;B22D11/119;C22C21/00
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙)45117
• 代理人: 巢雄輝,汪治興

技術領域

本發明涉及一種鋁合金扁錠的鑄造方法，特別涉及一種用寬度可調倒角結晶器鑄造大寬厚比鋁合金扁錠的方法。

背景技術

工業生產中，鑄造鋁合金扁錠容易出現較多缺陷，如成分超標與偏析、晶粒度粗大、氧化物夾雜、氣泡、縮松、表面偏析瘤、裂紋、錠尾塌陷通裂等缺陷，導致成品率很難保障。尤其鑄造大規格扁錠，其角部在二維冷卻區作用下易于進入第三脆性區，從而產生大量的角部裂紋缺陷，目前解決的辦法是采用帶圓弧的結晶器以及對電磁鑄造、wagstaff和低液位鑄造法過程的調控與改進。

圓弧結晶器能緩解直角結晶器邊角處橫裂紋，但其加工難度大，尺寸難保證，在后續維護中成本較高。同時，鑄造出的圓弧扁錠在銑削時銑削量更大，成品率低。電磁鑄造采用電磁結晶器，鑄造出的鑄錠宏觀組織細小均勻，表面光滑、偏析層薄，但由于其技術設備與專利使用費用高昂，工業生產中應用并不廣泛。wagstaff和低液位鑄造法在生產中運用較廣，由于鑄造中的冷卻水水質、水流量、鑄造溫度、鋁液溫度以及鑄錠與結晶器的種類與規格不同，實際鑄造出的鋁合金扁錠質量并不均勻穩定，鑄造容易出現大量廢品。傳統鑄造加工中采用固定式結晶器鑄造，寬度單一，設備利用率低。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術存在的不足，提供一種用寬度可調倒角結晶器鑄造大寬厚比鋁合金扁錠的方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種用寬度可調倒角結晶器鑄造大寬厚比鋁合金扁錠的方法，具體包括如下步驟：

（1）配料：根據目標合金成分計算重熔用鋁錠和返回料以及各中間合金的用量，返回料占總投入量的質量百分比為0-80%，稱取原料；

（2）熔煉：將原料投入熔煉爐，熔煉溫度為680-760℃，攪拌，熔煉后得到鋁合金熔體，將鋁合金熔體轉注到保溫爐；

（3）保溫、精煉、靜置：向保溫爐中的鋁合金熔體通入Ar-Cl₂混合氣體進行精煉，氬氣與氯氣通入流量的體積比為4-60：1，精煉時間為10-50分鐘，精煉后在保溫爐對鋁合金熔體靜置10-60分鐘；

（4）在線精煉：采用在線除氣精煉裝置對步驟（3）保溫靜置后的鋁合金熔體進行精煉，通入氯氣和氬氣，氬氣與氯氣通入流量的體積比為7-80：1，控制氣體流量計的轉子轉速為100-650Rpm，精煉溫度為700-735℃，得到精煉后的鋁合金熔體，精煉后的鋁合金熔體中的氫濃度≤0.12mg/100g；

（5）晶粒細化：向步驟（4）精煉后的鋁合金熔體中連續添加Al-Ti-B絲進行晶粒細化處理，添加速度為80-150 cm/min，得到晶粒細化后的鋁合金熔體；

（6）在線過濾：對步驟（5）得到的鋁合金熔體進行過濾除渣；

（7）鑄造：將步驟（6）中過濾后所得的鋁合金熔體用寬幅調節范圍為2270-2570 mm，寬厚比范圍為4.13-4.67的倒角結晶器鑄造，控制澆鑄溫度為680～720℃，水流量為10-90 m²/h，水壓為2.0-7.0 bar，鑄造速度為20-55 mm/min，得到鋁合金扁錠半成品；

（8）均熱：將鑄造后的鋁合金扁錠半成品進行均熱處理，得到鋁合金扁錠。

上述技術方案中，所述步驟（2）還包括鋁合金熔體成分調整的過程：所有原料投爐后，當熔煉溫度到達710-～740℃后再熔煉5-20分鐘，取鋁合金熔體進行檢測，根據檢測結果對合金各成分進行調整，向熔煉爐補充原料繼續熔化，當達到目標合金成分時，將熔化完成后得到的鋁合金熔體轉注到保溫爐。

上述技術方案，所述步驟 （2）中，攪拌時使用電磁攪拌器進行攪拌。

上述技術方案，所述步驟 （6）中，過濾方式采用20-50ppi泡沫陶瓷過濾板進行過濾。

上述技術方案，所述步驟 （8）中，均熱方式為單級均熱或者雙級均熱，能有效消除扁錠枝晶偏析。

上述技術方案中，所述鋁合金扁錠寬厚比為4.13-4.67，寬度尺寸為2270-2570mm。

上述技術方案中，所述返回料包括鋁合金扁錠的銑削尾料、加工不合格的鋁合金扁錠等。

有益效果：本發明用寬度可調倒角結晶器鑄造鋁合金扁錠的方法，通過對鋁合金熔體成分的調整，能精確控制鋁合金扁錠成分；選擇適宜的除氣精煉工藝參數，能有效控制鋁合金扁錠的化學成分含量、氫含量和雜質含量，改善鋁合金扁錠質量缺陷，有效防止傳統方法中出現的鑄造裂紋、表面偏析瘤、晶粒度粗大等鑄造缺陷，提高鑄造成功率。