[發明專利]一種鋁合金及其鑄造方法

有效

• 申請號: 201910081608.4
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109609790B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 周作江
• 申請（專利權）人: 蘇州銘恒金屬科技有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/03;C22C21/02;B22D11/00;C22C1/06;C22F1/043
• 代理公司: 北京大成律師事務所 11352
• 代理人: 李佳銘;王芳

本發明提供了一種鋁合金及其鑄造方法。本發明中，先利用向熔融的鋁液中添加純硅獲得鋁合金硅錠，再將制得的硅錠作為中間合金，添加到熔融的鋁液中獲得鋁合金鑄錠。本發明還增加了對純硅的凈化處理，均勻化工序，不僅減少了鋁液中雜質含量，而且由于鋁合金硅錠屬于中間合金，熔點低，調整成分時Si元素擴散更加均勻，極大的消除了Si元素偏析，獲得的鑄錠更加成分均勻。

技術領域

本發明涉及鋁合金材料領域，具體涉及一種鋁合金及其鑄造方法。

背景技術

鋁合金是工業中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中已大量應用。其中，6系鋁合金又稱“鋁鎂硅合金”，是熱處理型的耐腐蝕性鋁合金，強度和耐腐蝕性能較高，均勻性較好，是目前市場上較為流通的產品，在工程應用尤為重要，主要用于擠壓型材。

在6系鋁合金產品中，鋁型材外殼是通常是在鋁合金型材上加工出的外殼，靈活性高，且可以任意切剖。一般內部都有電路板卡槽，只要把電路板直接插入即可，無須再行固定，便捷性是其他種類的外殼無法比擬的。這種6系鋁合金的外殼通常由鋁合金圓鑄錠一次壓鑄成型。

現有的常規6系鋁合金外殼的生產過程中，通常都涉及對鋁合金型材的表面進行相應的化學處理，然后拋光處理；其中磨砂的表面效果還需要進行噴砂處理；在此之后，為保證鋁合金穩定，不被外界因素所干擾，還必須要進行陽極腐蝕處理，通過陽極腐蝕使表面被氧化，形成致密、堅硬的氧化膜，更加耐磨且不易沾污。這一過程，要求在最初的鋁合金鑄錠生產過程中，Si，Mg比例合理，雜質含量低，并且其中的添加元素，尤其是硅元素的分布要均勻，從而在陽極腐蝕過程中不出現黑絲黑線，得到表面色澤均勻的產品。

另一方面，在6系鋁合金的生產過程中，需要向熔化后的鋁液中添加硅元素。目前，添加硅元素的方式主要是純硅(441等級，含硅90％)或速熔硅。由于純硅元素熔點高(1414℃)，不易在鋁液中擴散，在鋁液中難以混合均勻，導致元素偏析；而且，直接使用純硅或速溶硅，由于其雜質含量高，會導致鋁液中的雜質含量升高，為后續的成分調整增加麻煩；并且，直接添加純硅或速溶硅，鋁液中容易產生Mg₂Si及Al₁₀Mn₂Si等副產物，導致固溶析出和元素偏析。這樣生產出來的鋁合金鑄錠，經過后續加工制成型材，在陽極腐蝕之后，會在鋁合金型材表面產生黑絲黑線，導致產品質量下降甚至報廢。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供了一種鋁合金及其鑄造方法。本發明中，先利用向熔融的鋁液中添加純硅獲得鋁合金硅錠，再將制得的硅錠作為中間合金，添加到熔融的鋁液中獲得鋁合金鑄錠。本發明還增加了對純硅的凈化處理，均勻化工序，不僅減少了鋁液中雜質含量，而且由于鋁合金硅錠屬于中間合金，熔點低，調整成分時Si元素擴散更加均勻，極大的消除了Si元素偏析，獲得的鑄錠更加成分均勻。

本發明提供一種鋁合金及其鑄造方法，包括以下步驟：

(1)制備鋁合金硅錠：將純硅加入到熔化的第一鋁合金原料中熔煉，經過鑄造制得所述鋁合金硅錠；

(2)熔化：將第二鋁合金原料加入到熔煉爐的上爐中進行熔化，得到鋁液；

(3)精煉：加入精煉劑，對熔煉爐的上爐中的液體進行精煉，去除鋁液中的雜質；

(4)轉爐：將鋁液由上爐轉移到下爐；

(5)成分分析：分析下爐中鋁液的化學成分；

(6)成分調整：根據步驟(5)中的成分分析結果，與預設的鋁合金中各元素的含量相比較，計算獲得各種元素的差量，并補足不足量的元素；其中，根據硅元素的差量，稱取步驟(1)所得的鋁合金硅錠，加入下爐中補足硅元素；

(7)凈化鋁液：對獲得的鋁液進行在線除氣除渣和過濾處理；

(8)鑄造：采用熱頂工藝鑄造獲得所需鋁合金鑄錠。