一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝的制作方法
1.本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)工藝，尤其涉及一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
2.現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金主要采用傳統(tǒng)自然凝固鑄造方法生產(chǎn)的鑄錠，通常存在晶粒粗大，組織不均勻，鑄造缺陷明顯，鑄錠質(zhì)量差等問(wèn)題。
3.由于金屬的凝固組織在很大程度上決定了它的機(jī)械性能，因此鑄錠晶粒細(xì)化可有效提高鑄件的力學(xué)性能?，F(xiàn)有技術(shù)中主要有：添加細(xì)化劑和微合金、鑄造工藝優(yōu)化等方法來(lái)細(xì)化晶粒，改善鑄錠的力學(xué)性能。但隨著高端產(chǎn)品對(duì)材料質(zhì)量要求的日益提升，對(duì)晶粒的細(xì)化程度和力學(xué)性能提出了更高的要求，目前的生產(chǎn)方法已無(wú)法滿足材料更高性能的要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝。
5.為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
6.a、按照如下重量份數(shù)比配制鋁合金原料：si：10.0～12.0％，fe：≤0.15％，cu：0.05～0.15％，mg：0.6～0.8％，mn：0.15～0.6％，cr：0.09～0.2％，zn：≤0.3％，ti：≤0.05％，p：0.0075～0.015％；稀土元素：0.05～0.3％，余量為al和不可避免的雜質(zhì)；將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為730～760℃；
7.b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為730～740℃；
8.c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，并攪拌35～45分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；
9.d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；
10.e、成分合格后，加入精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉處理；
11.f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；
12.g、將鋁液通過(guò)分配器進(jìn)行鑄造得到鑄錠；
13.h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。
14.優(yōu)選的，步驟b中，鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，每小塊體積范圍小于60cm3。
15.優(yōu)選的，步驟e中，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為715～735℃，時(shí)間為25～40min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置25～40min，得到鑄造用的鋁合金熔液。
16.優(yōu)選的，步驟f中，將溫度調(diào)整到740～790℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量1.5～2m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)
速為450r/min。
17.優(yōu)選的，步驟g中，對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為715～735℃，鑄造速度為45～95mm/min，冷卻水壓為0.1～0.15mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠。
18.優(yōu)選的，步驟h中，冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。
19.優(yōu)選的，稀土元素為er、sc中的任意一種或兩種混合。
20.本發(fā)明采用熔煉爐生產(chǎn)效率高，進(jìn)行攪拌使成分均勻化，通過(guò)對(duì)熔體的除渣、精煉處理使鋁液更加潔凈，能夠提高生產(chǎn)效率；生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)在線除氣，有效降低鋁液內(nèi)部的氫含量，對(duì)提高產(chǎn)品內(nèi)部質(zhì)量減少針孔度、夾渣現(xiàn)象提供保障。本發(fā)明采用合理的成分配比、熔體攪拌等工藝，經(jīng)本發(fā)明生產(chǎn)方法所生產(chǎn)出來(lái)的鋁合金材料，質(zhì)量組織更加致密、無(wú)夾雜物，性能穩(wěn)定、表面光滑清潔。
具體實(shí)施方式
21.下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
22.一種高性能鋁合金材料，包括表1中各實(shí)施例所涉及的重量份組分。
23.表1實(shí)施例的組分(單位：重量份％)
[0024][0025]
【實(shí)施例一】
[0026]
一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：
[0027]
a、將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為730℃；
[0028]
b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為730～740℃；
[0029]
c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，進(jìn)行攪拌35分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；采用熔煉爐生產(chǎn)效率高，攪拌達(dá)到成分均勻的鋁熔體。
[0030]
d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；
[0031]
e、成分合格后，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為715℃，時(shí)間為25～40min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置25min，得到用于鑄造的鋁合金熔液。
[0032]
f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；將溫度調(diào)整到740℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量1.5m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為450r/min。
[0033]
g、對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為715℃，鑄造速度為45mm/min，冷卻水壓為0.1mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠；
[0034]
h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。
[0035]
【實(shí)施例二】
[0036]
a、將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為760℃；
[0037]
b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為740℃；
[0038]
c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，進(jìn)行攪拌45分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；采用熔煉爐生產(chǎn)效率高，攪拌達(dá)到成分均勻的鋁熔體。
[0039]
d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；
[0040]
e、成分合格后，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為735℃，時(shí)間為40min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置40min，得到用于鑄造的鋁合金熔液。
[0041]
f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；將溫度調(diào)整到790℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量2m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為450r/min。
[0042]
g、對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為735℃，鑄造速度為95mm/min，冷卻水壓為0.15mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠；
[0043]
h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。
[0044]
【實(shí)施例三】
[0045]
a、將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為740℃；
[0046]
b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為733℃；
[0047]
c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，進(jìn)行攪拌38分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；采用熔煉爐生產(chǎn)效率高，攪拌達(dá)到成分均勻的鋁熔體。
[0048]
d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；
[0049]
e、成分合格后，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為722℃，時(shí)間為30min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置30min，得到用于鑄造的鋁合金熔液。
[0050]
f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；將溫度調(diào)整到757℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌
散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量1.65m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為450r/min。
[0051]
g、對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為722℃，鑄造速度為62mm/min，冷卻水壓為0.12mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠，
[0052]
h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。
[0053]
【實(shí)施例四】
[0054]
a、將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為750℃；
[0055]
b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為736℃；
[0056]
c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，進(jìn)行攪拌41分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；采用熔煉爐生產(chǎn)效率高，攪拌達(dá)到成分均勻的鋁熔體。
[0057]
d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；
[0058]
e、成分合格后，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為729℃，時(shí)間為35min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置35min，得到用于鑄造的鋁合金熔液。
[0059]
f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；將溫度調(diào)整到774℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量1.8m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為450r/min。
[0060]
g、對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為729℃，鑄造速度為79mm/min，冷卻水壓為0.13mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠；
[0061]
h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。
[0062]
各實(shí)施例所得鋁合金基本性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。
[0063]
表2實(shí)施例的基本性能指標(biāo)
[0064][0065]
以上4個(gè)實(shí)施例均為合格品，符合鋁合金使用要求，既滿足汽車輕量化的要求，也具有性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)。
[0066]
上述實(shí)施方式并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
技術(shù)特征：
1.一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：包括以下步驟：a、按照如下重量份數(shù)比配制鋁合金原料：si：10.0～12.0％，fe：≤0.15％，cu：0.05～0.15％，mg：0.6～0.8％，mn：0.15～0.6％，cr：0.09～0.2％，zn：≤0.3％，ti：≤0.05％，p：0.0075～0.015％；稀土元素：0.05～0.3％，余量為al和不可避免的雜質(zhì)；將配制好的鋁合金原料加入熔煉爐中均勻混合，熔煉溫度為730～760℃；b、待爐料完全熔化后，向爐內(nèi)熔體中心加入鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，防止與空氣接觸氧化和燒損，熔煉溫度為730～740℃；c、當(dāng)溫度達(dá)到730℃以上時(shí)，撒入打渣劑，并攪拌35～45分鐘，將鋁液表面的浮渣清理干凈；d、對(duì)爐內(nèi)熔體進(jìn)行爐前成分檢測(cè)，若成分不合格，則相應(yīng)補(bǔ)充對(duì)應(yīng)的中間合金；e、成分合格后，加入精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉處理；f、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；g、將鋁液通過(guò)分配器進(jìn)行鑄造得到鑄錠；h、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟b中，鋁箔包裹的稀土鋁中間合金小塊，每小塊體積范圍小于60cm3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟e中，向爐內(nèi)熔體通入純度為99.999％的氬氣和精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉，精煉溫度為715～735℃，時(shí)間為25～40min，精煉處理后再進(jìn)行扒渣，靜置25～40min，得到鑄造用的鋁合金熔液。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟f中，將溫度調(diào)整到740～790℃，開(kāi)始除氣：惰性氣體通過(guò)石墨轉(zhuǎn)子的空心軸進(jìn)入熔體中，通過(guò)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)子底部小孔處以細(xì)小氣泡的形式彌散分布，根據(jù)分壓和表面吸附原理除去熔體中的氫氣和氧化夾渣，氣體流量1.5～2m3/h，石墨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為450r/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟g中，對(duì)鋁合金熔液進(jìn)行澆鑄，鑄造溫度為715～735℃，鑄造速度為45～95mm/min，冷卻水壓為0.1～0.15mpa，得到高性能稀土鋁合金材料鑄錠。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述步驟h中，冷卻水壓力400kpa、溫度30℃。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，其特征在于：所述稀土元素為er、sc中的任意一種或兩種混合。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能鋁合金材料的生產(chǎn)工藝，包括以下步驟：A、熔煉；B、加料；C、攪拌撈渣；D、成分檢測(cè)；E、加入精煉劑進(jìn)行爐內(nèi)精煉處理；F、將鋁液經(jīng)過(guò)除氣箱進(jìn)行在線除氣；G、將鋁液通過(guò)分配器進(jìn)行鑄造得到鑄錠；H、將鑄錠經(jīng)冷卻后得到成品。本發(fā)明采用合理的成分配比、電磁攪拌等工藝，經(jīng)本發(fā)明生產(chǎn)方法所生產(chǎn)出來(lái)的鋁合金材料，質(zhì)量組織更加致密、無(wú)夾雜物，性能穩(wěn)定、表面光滑清潔。表面光滑清潔。
