本发明涉及铸造技术领域，特别涉及一种铝合金铸锭的铸造方法。
背景技术：
目前，铝合金铸锭已广泛应用于生产、生活等各个领域，但是在铝合金铸锭的铸造过程中，由于工作人员对铝合金铸锭的组成成分和温度控制不准确，以及对炉料的加料顺序未进行很好的优化，从而导致后道工序厚板的力学性能等指标不达标，不能满足航空应用的需求。
因此，如何提供一种铝合金铸锭的铸造方法，有效提升厚板的力学性能，从而进一步满足航空应用的需求是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝合金铸锭的铸造方法，有效提升厚板的力学性能，从而进一步满足航空应用的需求。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝合金铸锭的铸造方法，包括：
在熔炼炉内加入原铝锭作为炉料，当所述炉料熔化成铝液时，再加入Zn,Cu金属；当所述金属的温度达到735-745摄氏度时，再加入中间合金Al-Zr和金属Mg进行搅拌，并进行保温；
当所述熔炼炉内的金属温度达到740-750摄氏度时，进行取样分析，得出取样分析结果；
根据所述取样分析结果对所述铝合金铸锭的化学成分含量进行调整，以使各种化学成分达到预设的含量；
当所述熔炼炉内的金属温度控制在735-755摄氏度时，对铝合金熔液进行搅拌，加入Al-Be合金后，倒入静置炉内进行静置处理；
在所述静置炉中进行补料并保温，当所述静置炉内的温度达到730-745摄氏度时，进行搅拌和取样分析，并采用混合气体进行精炼；
在所述静置炉出炉时加入晶粒细化剂，然后进行在线除气处理和过滤处理；
将所述铝液铸造成铝合金铸锭，进行均热化处理。
优选的，所述铝合金炉料中一级废料所占的重量不大于所述炉料总重量的60％。
优选的，所述铝合金炉料中原铝锭中铝的含量大于99.7％。
优选的，所述静置炉内精炼的混合气体的种类为N2-CL2混合气体。
优选的，在所述熔炼炉内的保温时间大于30分钟，在所述静置炉内的保温时间大于15分钟，在所述静置炉内的精炼时间大于40分钟，在所述静置炉内的静置时间大于30分钟。
优选的，所述在线除气处理的气体种类为N2-CL2混合气体，且所述N2-CL2混合气体的气压为0.2-0.4Mpa，所述除气装置为旋转除气装置，且所述除气装置的转子转速为250-400rpm。
优选的，在除气处理过程中每熔次氢气≤0.16ml/100gAl。
优选的，所述晶粒细化剂为Al-3Ti-0.15C丝，且用量为3-5kg/tAl。
优选的，在将铝液铸造成铝合金铸锭时，所述铝液注入结晶器内的温度为715-735度,所述铝合金铸锭脱离所述结晶器的速度为40-55mm/min，所述结晶器内冷却水流量为80-145m3/min。
优选的，在取样分析时，还包括：调整Zn/Mg的数值落入预定范围F内。
优选的，所述预定范围F满足：F≥2.80。
一种如上述任意一项所述的铸造方法所制成的铝合金铸锭，所述铝合金铸锭中的Si含量≤0.05％，Fe含量≤0.07％，Cu含量为2.10％-2.30％之间,Mn含量为2.00％-2.30％之间，Cr含量≤0.02％，Zn含量为5.50％-6.40％之间，Ti含量≤0.05％，Zr含量为0.09％-0.12％之间。
优选的，所述铝合金铸锭的成分还包括Li、K、Na、Ca，且所述Li、K、Na、Ca的含量均小于等于5ppm。
优选的，所述铝合金铸锭的成分还包括Mg,且所述Zn/Mg≥2.80。
由以上技术方案可以看出，本发明实施例中所公开的铝合金铸锭的铸造方法，包括在熔炼炉内加入原铝锭作为炉料，当炉料熔化成铝液时，再加入Zn,Cu金属；当金属的温度达到735-745摄氏度时，再加入中间合金Al-Zr和金属Mg进行搅拌，并进行保温；当熔炼炉内的金属温度达到740-750摄氏度时，进行取样分析，得出取样分析结果；根据取样分析结果对铝合金铸锭的化学成分含量进行调整，以使各种化学成分达到预设的含量；当熔炼炉内的金属温度控制在735-755摄氏度时，对铝合金熔液进行搅拌，加入Al-Be合金后，倒入静置炉内进行静置处理；在静置炉中进行补料并保温，当静置炉内的温度达到730-745度时，进行搅拌和取样分析，并采用混合气体进行精炼；在所述静置炉出炉时加入晶粒细化剂，然后进行在线除气处理和过滤处理；将所述铝液铸造成铝合金铸锭，进行均热化处理。采用以上方法所得到的铝合金铸锭，由于对铝合金铸锭形成过程中的化学成分及温度进行了合理有效控制，同时对炉料的加料顺序进行了很好的优化，因此有效提升了后道工序厚板的力学性能，进一步满足了航空应用的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中所公开的铝合金铸锭的铸造方法的流程示意图。
具体实施方式
有鉴于此，本发明的核心在于提供一种铝合金铸锭的铸造方法，有效提升厚板的力学性能，从而进一步满足航空应用的需求。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例公开了一种铝合金铸锭的铸造方法，在本实施例中，以生产600×1600×5000mm规格的铝合金铸锭为例进行具体说明，该方法包括在熔炼炉内加入原铝锭作为炉料，当炉料熔化成铝液时，再加入Zn,Cu金属；当金属的温度达到735-745摄氏度时，再加入中间合金Al-Zr和金属Mg进行搅拌，并进行保温；
当熔炼炉内的金属温度达到740-750摄氏度时，进行取样分析，得出取样分析结果；
根据取样分析结果对铝合金铸锭的化学成分含量进行调整，以使各种化学成分达到预设的含量；
当熔炼炉内的金属温度控制在735-755摄氏度时，对铝合金熔液进行搅拌，加入Al-Be合金后，倒入静置炉内进行静置处理；
在静置炉中进行补料并保温，当静置炉内的温度达到730-745度时，进行搅拌和取样分析，并采用混合气体进行精炼；
在所述静置炉出炉时加入晶粒细化剂，然后进行在线除气处理和过滤处理；
将所述铝液铸造成铝合金铸锭，进行均热化处理。
采用以上方法所得到的铝合金铸锭，由于对铝合金铸锭形成过程中的化学成分及温度进行了合理有效控制，同时对炉料的加料顺序进行了很好的优化，因此有效提升了后道工序厚板的力学性能，进一步满足了航空应用的需求。
需要说明的是，铝合金炉料中一级废料所占的重量不大于炉料总质量的60％，需要解释的是，这里所指的一级废料指：报废的铸锭、铸轧板和热轧废品，或者铸轧、铸锭的切头或者切尾等与航空用铝合金成份一致的废料。基于降低成本的考虑，在制作铝合金铸锭的原材料中，可以将一级废料作为原材料，但是不能将一级废料全部作为原材料，在这里对一级废料的重量占铝合金炉料的总重量进行了限制，以达到既能节省成本，又能配备合格的铝合金铸锭的原材料的目的。
当进行铝合金铸锭熔炼时，首先选取原铝锭作为原材料，为了保证铝合金铸锭到达预设指标要求，原铝锭中铝的含量需大于99.7％，当然，铝的纯度越高，杂质的含量越低，所制作出的铝合金铸锭的品质越高。
需要解释的是，静置炉内精炼的混合气体的种类为N2-CL2混合气体。
在铝合金铸锭熔炼的过程中，熔液在熔炼炉内的保温时间，以及在静置炉内的保温时间，精炼时间和静置时间都需要进行严格的控制，才能使得最终形成的铝合金铸锭满足预定指标要求，具体的，当合金熔炼时，在熔炼炉内的保温时间需大于30分钟，当熔液转入静置炉内时，在静置炉内的保温时间需大于15分钟，精炼时间需大于40分钟，静置时间需大于30分钟，对合金熔液在熔炼炉内的保温时间，以及在静置炉内的保温时间，精炼时间以及静置时间进行精确的控制，才能有效保证成型的铝合金铸锭满足厚板的力学性能，从而进一步的满足航空应用的需求。
需要进一步解释的是，当静置炉进行熔体处理时，补料操作时需用中间合金进行补料，当补料完成后，需保温15分钟以上并进行搅拌，静置炉在搅拌和取样分析的过程中的温度控制需要保持在730-745度之间。
需要说明的是，无论在熔炼炉内，还是静置炉内，都需要添加熔剂进行保护覆盖，以进一步保证铝合金铸锭的品质。
当精炼完成后，需进行在线除气处理和过滤处理，需要解释的是，在线除气处理的气体的种类为N2-CL2混合气体，且N2-CL2混合气体的气压为0.2-0.4Mpa，除气装置需采用SINF旋转除气装置进行，且除气装置的转子转速为250-400rpm。在除气处理过程中每熔次氢气≤0.16ml/100gAl，在这里需要解释的是，每熔次可解释为每次熔化完整一炉料；过滤处理需采用40PPI+50PPI过滤板双级过滤装置，过滤板需每三个熔次更换一次。在线处理阶段，需加入晶粒细化剂，晶粒细化剂采用Al-3Ti-0.15C丝，且用量为3-5kg/tAl，具体的指每吨铝合金内需用3至5千克Al-3Ti-0.15C丝。晶粒细化剂的加入速度按照如下公式进行计算：
晶粒细化剂的加入速度(cm/min/根)＝铸造速度(mm/min)×铝钛碳丝加入量(kg/t)×铸锭每米重量(t)/铝钛碳丝每米重量。
需要解释的是，由于Al-3Ti-0.15C丝内含有一定的钛含量，因此在炉前需使用中间合金将Al-Ti中间合金将Ti含量补足0.03％，当熔炼炉内的金属温度控制在735-755摄氏度时，对铝合金熔液进行搅拌三次，且均为加入0.3-0.6kg/t的Al-Be中间合金。
本发明实施例中所公开的铝合金铸锭的铸造方法中，在将铝液铸造成铝合金铸锭时，铝液注入结晶器内的温度为715-735度,铝合金铸锭脱离所述结晶器的速度为40-55mm/min，结晶器内冷却水流量为80-145m3/min。
在本发明实施例中所公开的铝合金铸锭的铸造方法制得的铝合金铸锭中，铝合金铸锭中各化学成分中质量的含量为：Si含量≤0.05％,Fe含量≤0.07％，Cu含量为2.10％-2.30％之间,Mn含量为2.00％-2.30％之间，Cr含量≤0.02％，Zn含量为5.50％-6.40％之间，Ti含量≤0.05％，Zr含量为0.09％-0.12％之间；另外铝合金铸锭内Li、K、Na、Ca的含量均小于等于5ppm；铝合金铸锭中Zn/Mg≥2.80，此种铝合金铸锭的组成成分，其抗拉强度σb≥460MPa，屈服强度σs≥500MPa，断后延长率A≥7％，断裂韧性度L-T方向≥30，T-L方向≥25，T-L方向≥20；电导率40MS/m；耐应力腐蚀性能，施加250MPa载荷时，试验20天不开裂；抗剥落腐蚀性能不应超过EB级；疲劳次数达到23万次；超声波探伤为A级；低倍组织符合晶粒度、氧化膜、疏松一级，断口无可见的氧化膜和非金属夹杂物；可以有效满足厚板的力学性能，进一步满足航空应用的需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。