[發明專利]一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒及其熔煉和鑄造方法

在審

• 申請號: 201810853643.9
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN109055834A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張志剛
• 申請（專利權）人: 贛州鋁業股份有限公司
• 主分類號: C22C21/10
• 分類號: C22C21/10;C22C1/03;C22C1/06;B22D11/00
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 趙麗麗

本發明公開了一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒，包括以下質量百分比的組分：Zn：10.95～11.55％、Mg：2.1～2.3％、Mn：0.45～0.55％、Sc：0.1～0.2％、Cu：1.5～2.5％、Ti：0.014～0.016％、B：0.014～0.016％、Be：0.003～0.004％、Zr：0.07～0.09％，余量為Al，鋁合金鑄棒缺陷少，材料性能得到提升，滿足航空領域、船舶領域對鋁合金的機械性能和耐腐蝕性的要求；并且在配比中添加稀土鈧元素，提升鋁合金棒的強度、硬度、焊接性能、耐腐蝕性能；本發明還公開了該鋁合金鑄棒的熔煉方法，能夠提高鋁合金中各組成成分之間的均勻程度，提高生產出來的鋁棒的穩定性和致密性，除去多余的雜質；本發明還公開了該鋁合金鑄棒的鑄造方法，能夠提高鑄造效率、降低能耗、減少廢水的產生。

【技術領域】

本發明涉及一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒，本發明還涉及一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒的熔煉方法和鑄造方法。

【背景技術】

Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金是可熱處理強化的高強度變形超硬鋁合金，以其低密度、高強度、高韌性及耐腐蝕性好等優點被廣泛應用于航空航天、軍工、海洋等領域。

但是Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金在熔煉和鑄造的過程中，倘若方法選用不當，會使鑄棒產生諸多不必要的缺陷，主要體現在成品的機械性能不穩定、晶粒粗化等方面，因此發明一種適宜的鑄造方法來減少鑄棒的缺陷對于Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的冶煉領域是非常有必要的。

鈧元素是稀土素之一，在鋁合金金的冶煉過程中添加微量的可促進晶粒細化，提高再結晶溫度250℃～280℃，是鋁合金強有力的晶粒細化劑和有效的再結晶抑制劑，對合金的結構和性能產生明顯的影響，使其強度、硬度、焊接性能、耐腐蝕性能等得到很大提高；鈧對鋁有著很好的彌散強化作用，在熱加工或退火處理狀態均保持穩定的非再結晶組織；鈧對再結晶的抑制作用，能消除焊縫熱影響區的再結晶組織，基體的亞晶組織可直接過渡到焊縫的鑄態組織，使含鈧鋁合金的焊接接頭有高的強度和抗腐蝕性能。

【發明內容】

為解決上述技術問題，本發明的一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒，其特征在于包括以下質量百分比的組分：Zn：10.95～11.55％、Mg：2.1～2.3％、Mn：0.45～0.55％、Sc：0.1～0.2％、Cu：1.5～2.5％、Ti：0.014～0.016％、B：0.014～0.016％、Be：0.003～0.004％、Zr：0.07～0.09％，余量為Al。

本發明還提供了一種添加鈧和錳元素的鋁合金鑄棒的熔煉方法，包括如下步驟：

A、配料：計算鋁合金原料用量并按照配比準備原料；

B、加熱鋁料：將鋁料加入熔煉爐中，并加熱至760～780℃；

C、加入鋁鈧中間合金：保持坩堝爐內溫度在750～760℃，加入鋁錳合金，并攪拌2～3min；

D、加入鋁錳中間合金：保持坩堝爐內溫度在750～760℃，加入鋁錳合金，并攪拌2～3min；

E、加入鋁銅中間合金：保持坩堝爐內溫度在730～740℃，加入鋁銅中間合金，并攪拌3min～5min；

F、加入鋁鋯中間合金：保持坩堝爐內溫度在730～740℃，加入鋁鋯中間合金，并攪拌3min～5min；

G、加入鋅錠和鋁鈹合金：保持坩堝爐內溫度在730～740℃，將鋅錠分2～3次加入坩堝爐內，并將鋁鈹中間合金配料的一半加入到坩堝爐內，每加一次料攪拌3～5min；

H、測溫及控溫：控制坩堝爐內溫度在710～720℃；

I、加入鎂錠：保持坩堝爐內溫度710～720℃，使用壓鎂鐘罩加入鎂錠，并撒入覆蓋劑，攪拌4min～5min；