[發(fā)明專利]一種提高高合金化硬質(zhì)鋁合金熔體純凈度的精煉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110428459.1
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN112981126B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 臧金鑫;陳軍洲;戴圣龍;伊琳娜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院
• 主分類號(hào): C22B9/10
• 分類號(hào): C22B9/10;C22B9/05;C22B21/06;C22C1/03;C22C1/06;C22C21/10;C22C21/16;C22C21/18
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 謝怡婷

1.一種提高高合金化硬質(zhì)鋁合金熔體純凈度的精煉方法，所述方法包括精煉步驟，所述精煉步驟包括：

（1）選用C₂Cl₆和TiO₂作為精煉劑，并采用壓力機(jī)將精煉劑壓制成精煉塊；

（2）在熔煉爐中壓入所述精煉塊進(jìn)行精煉，且所述C₂Cl₆的加入量占合金總?cè)刍康?.6~1.0wt%，所述TiO₂的加入量占合金總?cè)刍康?.1~0.3wt%；

步驟（1）中，所述精煉快的結(jié)構(gòu)為圓餅狀，所述精煉塊的高徑比為0.5~1.0；所述精煉塊的密度為2.4~2.6g/cm³；所述精煉塊的質(zhì)量為400~600g/每塊；

步驟（2）中，按照從熔煉爐底部到熔煉爐頂部的順序，在熔煉爐中分次、分部位壓入所述精煉塊；

所述分次是指在同一精煉高度層中依次壓入精煉塊，即壓入第1個(gè)精煉塊精煉完成后壓入第2個(gè)精煉塊，以此類推；

所述分部位是指在不同熔煉爐內(nèi)的熔體中精煉高度層中壓入精煉塊，即按照從熔煉爐底部到熔煉爐頂部的順序在不同熔煉爐內(nèi)的熔體中精煉高度層中壓入精煉塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟（2）中，所述精煉的溫度為730~750℃，每塊精煉塊的精煉時(shí)間為10~15min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述精煉步驟結(jié)束后還包括除氣步驟，所述除氣步驟包括：

采用具有三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的在線除氣裝置，在前置轉(zhuǎn)子中通入氯氣和氬氣的混合氣，在后置雙轉(zhuǎn)子中通入氬氣，除去溶體中的雜質(zhì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，除氣步驟中，所述氬氣和氯氣的混合氣中氬氣和氯氣的體積比為95~99.5:0.5~5；和/或，

在前置轉(zhuǎn)子中通入的氯氣和氬氣的混合氣的流量為5-15L/min；在后置雙轉(zhuǎn)子中通入的氬氣的流量為5-15L/min；和/或，

前置轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為290~310轉(zhuǎn)/分鐘；后置雙轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為290~310轉(zhuǎn)/分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述硬質(zhì)鋁合金選自2000系鋁合金和7000系鋁合金；其中，所述2000系鋁合金選自2024鋁合金、2524鋁合金、2219鋁合金中的至少一種；所述7000系鋁合金選自7055鋁合金、7085鋁合金、7150鋁合金、7A55鋁合金、7A85鋁合金、7B50鋁合金、7050鋁合金、7010鋁合金中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括如下步驟：

1）配料步驟和熔煉步驟：選用原材料，采用鋁合金熔煉工藝進(jìn)行合金的熔煉和攪拌；

2）精煉步驟：

（1）制備爐內(nèi)餅狀精煉劑：選用C₂Cl₆+TiO₂為精煉劑原材料，C₂Cl₆和TiO₂分別占比合金總?cè)刍康?.6~0.8wt%和0.1~0.2wt%，充分混合后，采用壓力機(jī)將490~510g每份的C₂Cl₆+TiO₂混合粉壓入模具中，獲得精煉劑圓餅，高徑比0.5~1.0，密度2.4~2.6g/cm³；

（2）730~750℃進(jìn)行爐內(nèi)精煉，將餅狀精煉劑按照從熔煉爐底部到熔煉爐頂部的順序，分次、分部位壓入鋁合金熔體內(nèi)，每塊餅狀精煉劑精煉10~15min；

3）除氣步驟：攪拌、扒渣、靜置、保溫后，導(dǎo)入在線除氣裝置進(jìn)行爐外精煉，前置轉(zhuǎn)子通入98.5vol%Ar+1.5vol%Cl₂進(jìn)行除氣，后置雙轉(zhuǎn)子通入純Ar，三轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速290~310轉(zhuǎn)/分鐘；

4）隨后導(dǎo)入雙層泡沫陶瓷板過濾，前置過濾板30PPI，后置過濾板60PPI，合金熔體經(jīng)過濾后進(jìn)行直冷半連續(xù)澆鑄；

所述方法適用于鑄造Mg≤1.8%的2000系和7000系合金。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述方法包括如下步驟：

1）配料步驟和熔煉步驟：選用原材料，采用鋁合金熔煉工藝進(jìn)行合金的熔煉和攪拌；

2）精煉步驟：

（1）制備爐內(nèi)餅狀精煉劑：選用C₂Cl₆+TiO₂為精煉劑原材料，C₂Cl₆和TiO₂分別占比合金總?cè)刍康?.8~1.0wt%和0.2~0.3wt%，充分混合后，采用壓力機(jī)將490~510g每份的C₂Cl₆+TiO₂混合粉壓入模具中，獲得精煉劑圓餅，高徑比0.5~1.0，密度2.4~2.6g/cm³；

（2）730~750℃進(jìn)行爐內(nèi)精煉，將餅狀精煉劑按照從熔煉爐底部到熔煉爐頂部的順序，分次、分部位壓入鋁合金熔體內(nèi)，每塊餅狀精煉劑精煉10~15min；

3）除氣步驟：攪拌、扒渣、靜置、保溫后，導(dǎo)入在線除氣裝置進(jìn)行爐外精煉，前置轉(zhuǎn)子通入98vol%Ar+2vol%Cl₂進(jìn)行除氣，后置雙轉(zhuǎn)子通入純Ar，三轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速290~310轉(zhuǎn)/分鐘；

4）除渣步驟和鑄造步驟：隨后導(dǎo)入雙層泡沫陶瓷板過濾，前置過濾板30PPI，后置過濾板60PPI，合金熔體經(jīng)過濾后進(jìn)行直冷半連續(xù)澆鑄；

所述方法適用于鑄造Mg≥1.8%的2000系和7000系合金。