一种铝合金熔铸降低氧化夹杂程度的方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，具体是一种铝合金熔铸降低氧化夹杂程度的方法。

背景技术：

合金有着较高的抗拉和抗疲劳强度及延伸率好的优势，广泛用于轨道交通、it电子、航空、船舶等产品领域，但5×××系铝合金，尤其是高镁(mg≥4％)5×××系铝合金，如：变形铝合金5056、5356、5456、5083、5087、5088；铸造铝合金almg(5)、almg(8)、almg(10)，在熔体净化中都存在一个共同的技术难题：合金中mg含量越高就越易造成氧化镁大量夹杂，并形成聚集状，致使铸锭组织夹杂缺陷严重，严重影响后道加工制品的性能。

南平铝业在铝合金熔铸装备和高端铸锭制程技术在行业内领先，在5×××系铝合金熔体夹杂控制方面做了大量试验试制研究和技术攻关，形成了有效降低5×××系铝合金熔体氧化镁夹杂程度的独有技术，稳定生产和供货高纯净度的5×××系铝合金。

查现有关于5系铝合金相关发明专利只有一项，为5系铝合金薄板生产方法：cn201711487803.4一种用于手机高表面铝合金壳体的5系铝合金薄板的生产方法，主要是手机壳体的5系铝合金全流程生产方法，含：铸锭生产、热轧、冷轧、中间退火和再次冷轧后，得到铝合金板材，制备过程中不添加任何贵金属或稀有元素，通过对工序的创造性组合和选择，结合特定的工艺参数，制定出合理的、可行的专用生产加工工艺，确保批量大生产合金铝材质量稳定、一致，从而从基础上的铝合金板材上就消除了材料纹缺陷和黑线缺陷。

但是上述技术需要对整个加工设备进行改进，实际推广对工厂来说成本较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种铝合金熔铸降低氧化夹杂程度的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝合金熔铸降低氧化夹杂程度的方法，包括以下步骤：步骤1：配料熔炼：

控制配料量，将铝锭或铝水、铝型锰剂、铝型铬剂熔化后，开启搅拌助熔，加入混合稀土和mg溶剂，待熔体温度达740℃，用吊篮快速分批压入镁锭，控制熔体温度低于770℃，镁锭熔化后，加入打渣剂和无钠精炼剂，进行一次氩气精炼10-30min后，成分预分析合格后扒渣；

步骤2：转炉阻燃：控制转炉温度在600-1000℃，在转炉流槽分配均匀加入铝钙合金；

步骤3：精炼静置：精炼管氩气通保温炉内二次均匀精炼，精炼时间10-60分钟，二次精炼结束后取样分析，成分合格后静置，静置时间10-50分钟；

步骤4：铸造成型：铸温控制400-1000℃，采用30ppi板式过滤，铝钛硼丝按0.006％-0.008％添加量，结合铸锭直径设置铸速和冷却水量。

作为本发明进一步的方案：步骤1中的混合稀土含量控制在0.10-0.20％，且其中re的含量为20％，mg溶剂的量控制在0.06-0.10％，打渣剂和无钠精炼剂的总体重量控制在0.10％-0.20％。

作为本发明再进一步的方案：步骤1中氩气精炼时间为15min。

作为本发明再进一步的方案：步骤2中铝钙合金加入量在0.15％-0.20％之间，其中ca的含量为65％。

作为本发明再进一步的方案：步骤2中控制转炉温度在740-750℃。

作为本发明再进一步的方案：步骤3中精炼时间30分钟，静置时间20分钟。

作为本发明再进一步的方案：步骤4中铸温控制680-695℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涉及铝合金的熔铸工艺中有效降低镁元素的氧化烧损的方法，通过合理的加料方式、适合的镁阻燃添加剂、合理的熔炼和精炼温度，达到减少镁氧化程度及氧化镁夹杂聚集之效果，从而铸造出高纯净度的铝合金，本发明内容重点是优化熔铸工艺，有效降低镁元素的氧化烧损的方法，减少镁氧化程度及氧化镁夹杂聚集之效果，是铝合金熔铸工艺优化带动显微组织的改善。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中对比例1中合金金相夹杂观测图。

图3为本发明中对比例2中的almg(10)合金金相夹杂观测图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明实施例中，一种铝合金熔铸降低氧化夹杂程度的方法，包括以下步骤：步骤1：配料熔炼：铝合金中mg元素是主量添加元素、mn和cr为微量添加元素，按控制配料量(铝锭或铝水、铝型锰剂、铝型铬剂)熔化后，开启搅拌助熔，加入0.10-0.20％混合稀土(re20％)和0.06-0.10％mg溶剂，待熔体温度达740℃，用吊篮快速分批压入镁锭，控制熔体温度低于770℃，镁锭熔化后，加入0.10％-0.20％打渣剂和无钠精炼剂，进行一次氩气精炼15min后，成分预分析合格后扒渣；

步骤2：转炉阻燃：控制转炉温度在740-750℃，在转炉流槽分配均匀加入0.15％-0.20％铝钙合金(65％ca)；

步骤3：精炼静置：精炼管氩气通保温炉内二次均匀精炼，精炼时间30分钟，二次精炼结束后取样分析，成分合格后静置，静置时间20分钟；

步骤4：铸造成型：铸温控制680-695℃，采用30ppi板式过滤，铝钛硼丝按0.006％-0.008％添加量，结合铸锭直径设置铸速和冷却水量。

对比例1

直径为152mm的5056变形合金铸锭

添加元素含量为：mg5.0％、mn0.09％、cr0.10％

采取上列稀土阻燃和钙阻燃结合方式的熔铸优化工艺方案铸造成型，均热处理后取铸锭圆片1/2r处15×15mm样块进行磨抛处理后进行金相夹杂观测，两个代表性视野图如图2，由图2观测可知，只有20～50μm夹杂两个(20.0μm和23.4μm)，不存在≥50μm以上的夹杂，mgo夹杂程度极轻微，属高纯净等级的铸锭质量。

对比例2

添加元素含量为：mg9.5％、mn0.60％、cr0.15％。

采取上列稀土阻燃和钙阻燃结合方式的熔铸优化工艺方案铸造成型，铸造重熔用铝合金无需均热处理，取15×15mm样块进行磨抛处理后进行微腐蚀观测晶粒状态如图3所示，由图3观测可知，枝晶相对均匀，未见mgo氧化镁夹杂聚集。

本发明的工作原理是：本申请总体采用稀土阻燃和钙阻燃结合方式，并辅以吊篮加镁搅拌助熔和添加镁熔剂，在熔炼炉进行一次精炼，保温炉进行二次精炼，同时适度压缩熔炼、精炼、铸造温度，所有措施均为降低镁二次氧化燃烧程度。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。