[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

本發(fā)明提供了一種提高高合金化硬質(zhì)鋁合金熔體純凈度的精煉方法；采用本發(fā)明的精煉方法可以確保熔體純凈度的提高。所述精煉方法主要針對(duì)不具備使用透氣磚精煉的工況條件。所述精煉方法是通過對(duì)爐內(nèi)精煉劑的選擇、成分配比和混合制備方式的改變，配合爐外在線精煉和過濾處理，替代傳統(tǒng)的精煉技術(shù)，所述精煉方法可以顯著提高高合金化鋁合金熔體的純凈度，確保直冷半連續(xù)鑄錠的成型質(zhì)量。通過對(duì)傳統(tǒng)精煉技術(shù)的改進(jìn)，將極大提高熔體純凈度，尤其是5噸級(jí)以下熔化量的中試階段的熔煉，通用性顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高合金化硬質(zhì)鋁合金熔煉技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種提高高合金化硬質(zhì)鋁合金熔體純凈度的精煉方法，所述精煉方法可以針對(duì)不具備使用透氣磚精煉的工況條件。

背景技術(shù)

硬質(zhì)鋁合金包括2000系和7000系鋁合金，屬于中強(qiáng)、高強(qiáng)可熱處理強(qiáng)化鋁合金，具有高強(qiáng)、高韌等諸多的優(yōu)點(diǎn)，是航空工業(yè)領(lǐng)域最為廣泛的鋁合金材料，主要用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件和耐損傷構(gòu)件的制備。近些年，隨著兩個(gè)合金系的快速發(fā)展，高合金化已然成為合金成分設(shè)計(jì)的主要發(fā)展趨勢(shì)。合金化程度越高，影響鑄錠成型的因素越多，為了確保直冷半連續(xù)鑄錠的高質(zhì)量成型，對(duì)合金熔體在澆鑄之前的純凈度的要求也越高。

目前，對(duì)鑄錠純凈度的評(píng)價(jià)主要集中在雜質(zhì)含量、氫含量和氧化夾渣三個(gè)方面，其中雜質(zhì)含量的控制主要依靠使用高純?cè)牧虾腿蹮捁ぞ咄繉颖Ｗo(hù)兩種方法；而氫含量和氧化夾渣的控制主要依靠精煉處理。進(jìn)一步細(xì)分，精煉處理主要依靠物理吸附和化學(xué)反應(yīng)兩種方式提高熔體的純凈度，其中氫元素主要依靠和Cl元素化學(xué)反應(yīng)形成HCl去除，氧化夾渣主要依靠氣泡物理吸附上浮去除，控制精煉劑反應(yīng)速率、氣泡尺寸成為關(guān)鍵點(diǎn)。目前，較為先進(jìn)的技術(shù)為“爐內(nèi)透氣磚精煉+爐外在線精煉過濾”，該技術(shù)易于控制氣泡大小，效率高，但是爐內(nèi)透氣磚精煉存在成本過高、較易堵塞等問題，國內(nèi)大部分熔煉爐并不具備這種精煉條件，尤其是大規(guī)模工程化之前，針對(duì)5噸級(jí)以下熔化量的中試階段時(shí)的熔煉無法采用這種技術(shù)，多是依靠“傳統(tǒng)爐內(nèi)精煉劑精煉+爐外在線精煉過濾”的手段，來保證熔體的質(zhì)量，但該技術(shù)通常將精煉劑混粉后包入鋁箔內(nèi)，壓入熔體進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)通常十分劇烈，反應(yīng)速率不可控，氣泡尺寸不均勻且較大，無法有效除氣除雜等諸多問題。

綜上所述，如何針對(duì)國內(nèi)的大部分工況，尤其是5噸級(jí)以下熔化量的中試階段的熔煉，針對(duì)傳統(tǒng)精煉技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出一種通用性高的提高高合金化鋁合金熔體純凈度的精煉方法是十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種提高高合金化硬質(zhì)鋁合金熔體純凈度的精煉方法，所述精煉方法主要針對(duì)不具備使用透氣磚精煉的工況條件。所述精煉方法是通過對(duì)爐內(nèi)精煉劑的選擇、成分配比和混合制備方式的改變，配合爐外在線精煉和過濾處理，替代傳統(tǒng)的精煉技術(shù)，所述精煉方法可以顯著提高高合金化鋁合金熔體的純凈度（約2%左右），確保直冷半連續(xù)鑄錠的成型質(zhì)量。

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

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%。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，步驟（2）中，所述C₂Cl₆的加入量占合金總?cè)刍康?.6~1.0wt%，例如為0.6wt%、0.65wt%、0.7wt%、0.75wt%、0.8wt%、0.85wt%、0.9wt%、0.95wt%或1wt%；所述TiO₂的加入量占合金總?cè)刍康?.1~0.3wt%，例如為0.1wt%、0.15wt%、0.2wt%、0.25wt%或0.3wt%。