[發(fā)明專利]一種低濃度起鑄鑄造方法及鋁合金鑄錠

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710293214.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107030267A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂正風;張華;孟凡林;孫學明;陶志民;羅杰;黃同瑊;于芳;聶振江;辛濤;王美春;王博
• 申請（專利權(quán)）人: 山東南山鋁業(yè)股份有限公司;煙臺南山學院
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;C22C21/10;C22C21/12;C22C21/14;C22C21/16;C22C21/18
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 王闖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁合金熔煉鑄造技術(shù)領(lǐng)域，且特別涉及一種低濃度起鑄鑄造方法及鋁合金鑄錠。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有的大量鋁合金材料中，2XXX系鋁合金和7XXX系鋁合金具有下述共同特點：①高強、高韌，且鋁合金的純潔度高；②鋁合金主要元素的化學成分高；③鋁合金中低溶點的共晶相多而復雜；④具有很大的結(jié)晶溫度范圍，固液區(qū)塑性低，有極大的熱脆性傾向；⑤鑄錠規(guī)格大，可鑄造成厚度為500mm、寬度為1600mm以上的鑄錠，或Φ600mm以上的圓錠，用于后序的擠壓和鍛造成型，滿足材料得到足夠加工變形的要求。由于2XXX系鋁合金和7XXX系鋁合金具有上述特點，因此它們被廣泛用作航空航天用材料，而熔煉鑄造生產(chǎn)大規(guī)格、冶金質(zhì)量好的鑄錠是生產(chǎn)航空航天厚板的首要條件，且重要的工序。只有減少鑄錠成型的熱脆性，才能鑄造出具有足夠加工性能的大規(guī)格鑄錠。

目前，減少鑄錠成型開裂的方法有：①對鋁合金的化學成分進行合理優(yōu)化；②鑄造過程中，采用合理的鑄造參數(shù)(鑄造溫度、鑄造速度、結(jié)晶器高度)；③采用刮水器。雖然以上三種方式都是行之有效的減少鑄錠開裂的工藝措施，但上述工藝措施難免會影響鑄錠的其他性能，且無法完全避免鑄錠成型開裂情形的發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種低濃度起鑄鑄造方法，降低鑄造過程中的應力，可完全避免鑄錠成型開裂，且不影響鑄錠本身的性能。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種鋁合金鑄錠，性能穩(wěn)定，且完全不會開裂。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種低濃度起鑄鑄造方法，其包括以下步驟：

按照鋁合金化學成分中各元素及含量進行第一次配料，其中含量為1.8wt％～8wt％的元素為主要元素，經(jīng)過熔煉的正常程序，得到主鑄料；按照與鋁合金化學成分相同的元素，其中主要元素降至原含量的30％～40％進行第二次配料，經(jīng)過熔煉的正常程序，得到起鑄料；

采用起鑄料進行鑄造，鑄造長度為50～80mm，形成鑄錠頭；

采用主鑄料在鑄錠頭的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行鑄造，鑄造長度為1400～8500mm。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，7系鋁合金化學成分中的主要元素包括Zn，Zn的質(zhì)量百分數(shù)含量≥5％。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，2系鋁合金化學成分中的主要元素包括Cu，Cu的質(zhì)量百分數(shù)含量≥4％。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鑄造前，將起鑄料和主鑄料分別注入流槽的第一腔室中和第二腔室中，第一腔室和第二腔室分別連接于主流槽。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鑄造時，先開啟流體堵頭，將起鑄料注入主流槽中，再關(guān)閉流體堵頭，將主鑄料注入主流槽中。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，先將起鑄料注入結(jié)晶器，注入結(jié)晶器深度為距結(jié)晶器上沿50～80mm處，關(guān)閉引錠頭，使結(jié)晶器內(nèi)的起鑄料成型為鑄錠頭；再切換流體堵頭，將主鑄料注入結(jié)晶器，并開啟引錠頭下降，控制下降速度為40～60mm/min。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鑄造結(jié)束后，還需對鑄造形成的鑄錠進行“回火”處理。

一種鋁合金鑄錠，其采用上述的低濃度起鑄鑄造方法制得。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鋁合金鑄錠為寬度不小于1600mm，厚度不小于500mm的扁錠。

進一步地，在本發(fā)明較佳實施例中，鋁合金鑄錠為直徑不小于700mm的圓錠。

本發(fā)明實施例的低濃度起鑄鑄造方法及鋁合金鑄錠的有益效果是：本發(fā)明實施例低濃度起鑄鑄造方法是按照鋁合金化學成分中各元素及其含量進行第一次配料，其中含量為1.8wt％～8wt％的元素為主要元素，經(jīng)過熔煉的正常程序，得到主鑄料；按照與鋁合金化學成分相同的元素，其中主要元素含量為鋁合金化學成分中對應元素含量的30％～40％進行第二次配料，經(jīng)過熔煉的正常程序，得到起鑄料；先采用起鑄料進行鑄造，鑄造長度為50～80mm，形成鑄錠頭；再采用主鑄料在鑄錠頭的基礎(chǔ)上繼續(xù)進行鑄造，鑄造長度為1400～8500mm。該方法能夠降低鑄造過程中的應力，可完全避免鑄錠成型開裂，且不影響鑄錠本身的性能；制得的鋁合金鑄錠的性能穩(wěn)定，且完全不會開裂。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。