[發明專利]6101鋁合金圓錠的制造方法

在審

• 申請號: 201710241052.1
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107058772A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 盧海鳳
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/06;B22D11/00
• 代理公司: 重慶為信知識產權代理事務所(普通合伙)50216
• 代理人: 劉旭章

技術領域

本發明涉及鋁合金制造技術領域，尤其是6101鋁合金圓錠的制造方法。

背景技術

6101鋁合金是20世紀80年代在6000系合金基礎上研制的新型高速車輛材料，屬于Al-Mg-Si系鋁合金，既有相當高的強度、優良的成型性能，又有良好的焊接性能，廣泛應用于高速列車、地鐵列車、雙層列車和客貨汽車上，是制造車體所需的薄壁中空大型型材的良好材料。由于6101擠壓型材生產是一種技術含量難度高，生產難度大，附加值較高的產品，該型材是用6101圓錠擠壓而成，圓錠品質好壞直接影響著擠壓型材的質量，目前國內只有少數幾家大型鋁加工企業能夠批量生產6101鋁合金大直徑圓鑄錠，隨著我國軌道交通行業的飛速發展，目前該類型材的產能已不能滿足市場的需要。 針對上述情況，本發明開發出一種6101鋁合金圓錠的生產工藝，采用該方法所生產的鋁合金圓錠晶粒度好、夾渣量少，疏松度少，表面光滑、無偏析瘤，成材率高，完全達到了擠壓用高強度鋁合金圓錠的質量要求，從而為生產高性能的高速車輛用鋁合金結構件提供高質量鋁合金圓錠，滿足我國軌道交通事業的發展需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種6101鋁合金圓錠的制造方法，為生產高性能的鋁擠壓產品提供高質量鋁合金圓錠，從而可以解決現有6101鋁合金型材擠壓存在生產效率低和成品率低的問題，滿足我國軌道交通事業的發展需求。為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種6101鋁合金圓錠的制造方法，由以下步驟組成：

A、配料：采用99.7%純鋁錠、鐵劑、鎂錠和同牌號鋁合金廢料作為原材料進行配料，所述廢料占原輔材料總量比例為15%-25%；

B、熔煉：將配料投入熔煉爐中進行熔煉，待固體料完全熔化后對熔體進行攪拌，確保合金熔體成分和溫度均勻性，攪拌均勻后對熔體進行精煉，降低熔體中非金屬渣含量、氫含量和堿金屬含量；

C、轉保溫爐精煉：熔煉精煉完成后靜置10min取樣分析，待成分合適且溫度達到720℃時轉入保溫爐后進行精煉，精煉后靜置20min-30min；

D、在線處理：用Al-Ti-C線桿在線細化晶粒，使用30/60ppi配置的陶瓷過濾板進行在線除渣；

E、鑄造：將步驟D得到的熔體放流到分配流槽，導入大規格氣幕鑄造結晶器進行鑄造。

上述6101鋁合金圓錠的制造方法的技術方案中，更具體的技術方案是：原材料按如下質量分數進行配料：Si：0.40%-0.60％，Fe：0.2-0.40％，Cu：＜0.05％，Mg：0.4%-0.9％，單個雜質≤0.03％，合計雜質≤0.10％，其余為Al。

進一步地，步驟B的熔煉過程嚴格控制熔煉溫度為740~760℃，對熔體進行精煉工藝參數控制如下：精煉溫度為720℃-730℃，精煉時間為40min，精煉氣體為N₂-Cl₂混合氣體，N₂-Cl₂混合比為7：3。

進一步地，步驟C中精煉工藝參數控制如下：精煉溫度為700℃-720℃，精煉時間為15min，采用氮氣和精煉劑進行噴粉、噴氣精煉。

進一步地，步驟E 中采用鑄造工藝參數如下：鑄造溫度：690-710℃，鑄造速度：50mm/min-56mm/min，冷卻水流量：2000L/min-2400L/min，冷卻水溫≤30℃。

由于采用了上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下有益效果：

1、精煉時間及精煉氣體種類比例優化，可降低爐內氫含量及非金屬夾渣、堿金屬含量，提高熔體質量。

2、用Al-Ti-C線桿在線細化晶粒，確保鑄錠的晶粒度符合要求，同時有效抑制鑄錠裂紋傾向。這對大直徑鑄錠的生產十分重要。

3、采用大規格氣幕鑄造結晶器進行鑄造，提高了表面質量，優化了鑄造速度、冷卻水量、鑄造溫度，避免了鑄造裂紋、羽毛晶和偏析瘤的產生。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳述：

實施例1

一種6101鋁合金圓錠的制造方法，由以下步驟組成：

配料：采用99.7%純鋁錠、鐵劑、鎂錠和同牌號鋁合金廢料作為原材料進行配料，所述廢料占原輔材料總量比例為25%。配料化學成分質量分數如下：Si：0.40%-0.60％，Fe：0.2-0.40％，Cu：0.05％，Mg：0.4%-0.9％，單個雜質≤0.03％，合計雜質≤0.10％，其余為Al。