[發明專利]一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠冶金質量的方法

有效

• 申請號: 202110428466.1
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN112974747B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 何維維;臧金鑫;戴圣龍;王亮
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B22D11/11
• 分類號: B22D11/11;B22D1/00;B22D11/16;B22D43/00;C22C21/16
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 謝怡婷

本發明提供了一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠冶金質量的方法，所述方法適用于520mm（厚度）×1620mm（寬度）大規格扁鑄錠以及直徑1000mm大規格圓鑄錠，所述方法是在鑄造時對鋁液（例如對前槽中鋁液）聯合施加超聲波和電磁波，并根據合金成分選取超聲波頻率、電磁波的耦合參數、鑄造溫度、鑄造速度、水流量。所述方法可有效降低大規格鑄錠的鑄造應力、減少裂紋產生、降低鑄錠的成分偏析程度、減少顯微疏松、避免鑄錠開裂、提高鑄造成型率。

技術領域

本發明屬于合金鑄造技術領域，涉及一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠（包括扁鑄錠和圓鑄錠）冶金質量的方法。

背景技術

2000系鋁合金屬于Al-Cu合金系，其具有高強、高韌、耐損傷、耐蝕等較高的綜合性能，是航空工業領域常用的金屬材料之一，主要用于飛機機身蒙皮、機翼蒙皮等對耐損傷性能要求較高的部位。隨著飛機尺寸的增加以及對整體結構件的需求增加，機身/機翼蒙皮常要求采用整體結構制造，這就對2000系鋁合金鑄錠尺寸要求越來越大，其中板材所需的扁鑄錠橫截面最大尺寸達到520mm（厚度）×1620mm（寬度），鍛件所需的圓鑄錠直徑最大尺寸達到1000mm。但由于鑄錠尺寸較大，這極易導致鑄錠的成分偏析、顯微疏松、鑄錠開裂等問題的出現。

目前，關于高品質的大規格2000系鋁合金鑄錠的鑄造方法還未見報道。因此，急需一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠的成分偏析、顯微疏松、鑄錠開裂等缺陷的新方法。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明提供一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠冶金質量的方法，所述方法適用于520mm（厚度）×1620mm（寬度）的大規格扁鑄錠以及直徑1000mm的大規格圓鑄錠，所述方法可以顯著降低鑄錠的成分偏析程度、減少顯微疏松、避免鑄錠開裂、提高鑄造成型率。

本發明中，術語“大規格”如果沒有特別的說明，均指520mm（厚度）×1620mm（寬度）的2000系鋁合金扁鑄錠和/或直徑1000mm的2000系鋁合金圓鑄錠。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種改善大規格2000系鋁合金鑄錠冶金質量的方法，所述方法包括鑄造步驟，所述鑄造步驟包括：

采用半連續工藝對鋁液進行鑄造，且在鑄造時對鋁液施加超聲波和電磁波，制備得到鑄錠。

根據本發明的實施方式，在鑄造時對前槽中的鋁液施加超聲波和電磁波。

本發明中，鑄造步驟是在鑄造槽中進行的，具體地，鋁液流經前槽來到鑄造槽內進行鑄造。

根據本發明的實施方式，所述超聲波是通過超聲設備施加的，所述電磁波是通過電磁設備施加的。

根據本發明的實施方式，所述超聲波的頻率為20~60kHz，例如為20kHz、25kHz、30kHz、35kHz、40kHz、45kHz、50kHz、55kHz或60kHz。

根據本發明的實施方式，所述電磁波的耦合參數為(1.5~2.5)T (25~40)A/mm²，例如為1.5T 25A/mm²、2.0T 30A/mm²或2.5T 40A/mm²。

根據本發明的實施方式，所述鑄造的溫度為710~730℃，例如為710℃、712℃、714℃、715℃、716℃、718℃、720℃、722℃、724℃、725℃、726℃、728℃或730℃。

根據本發明的實施方式，所述鑄造的速度為20~70mm/min，例如為20mm/min、25mm/min、30mm/min、35mm/min、40mm/min、45mm/min、50mm/min、55 mm/min、60mm/min、65mm/min或70mm/min。