铝铜合金熔炼方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝铜合金熔炼领域，尤其涉及一种铝铜合金熔炼方法。
【背景技术】
[0002]在铝铜合金熔炼中，铜元素的加入方法有中间合金法和直接熔炼法。中间合金法要实施两次熔炼，耗时久，能耗大。直接熔炼法是直接将纯铜配料加入铝液中熔炼得到目标合金。不管是中间合金法还是直接熔炼法，铝与铜的密度差异以及凝固条件的变化导致最终得到的铝铜合金存在铜成分偏析。因而在铝铜合金熔炼过程中还要进行长时间的保温与搅拌(一般为电磁搅拌)。如此大大增加了铝铜合金熔炼过程中的能耗投入与设备投入。
【发明内容】
[0003]鉴于【背景技术】中存在的问题，本发明的目的在于提供一种铝铜合金熔炼方法，其能得到铝铜成分均匀、偏析小、气孔缺陷少的目标铝铜合金。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种铝铜合金熔炼方法，其包括步骤:选择管径为6mm?8mm、壁厚为Imm?2mm的N根纯铜管，N ^ I ;根据要制备的销铜合金中铜元素的质量分数Cw以及要制备的销铜合金的总质量计算需要加入的铜元素的质量Mw，M10 =M总X C铜;计算所需消耗掉的纯铜官的长度L管，L管=M铜/( P铜X S管截面)；根据要制备的销铜合金中铝元素的质量分数Cls以及要制备的铝铜合金的总质量从&计算需要加入的纯铝元素原料的质量；将要制备的铝铜合金的纯铝元素原料升温到730?750°C，使纯铝元素原料熔化形成纯铝液，使纯铝液的液面高度在10mm?300mm之间，并对纯铝液进行保温除渣；将足够长度的各纯铜管的一端接入压力为0.1lMPa?0.13MPa、温度为室温的非反应性气体，将另一端插入纯铝液中，各纯铜管沿长度方向输送非反应性气体，以使浸入纯铝液中的纯铜管部分从铝液液面开始沿长度方向向下形成温度逐渐升高的温度梯度；浸入纯铝液中的各纯铜管的部分从铝液液面开始沿长度方向向下的长度为LI和L2之和，其中，长度为LI的相对低温的纯铜管部分能够连续输送所述非反应性气体，而长度为L2的相对高温的纯铜管部分能够在2?3分钟内熔入纯铝液形成铝铜合金化液体，且L2/L1的值在1/3?1/2之间，其中从另一端输出的非反应性气体使得纯铝液以及铝铜合金化液体在L2对应的区域形成向上和向外的对流扩散；每隔2?3分钟将各纯铜管向纯铝液中增加插入长度L2，如果所需消耗掉的纯铜管的长度Le除以L2*N所得的整数为K，则各纯铜管增加插入的次数为K，直至N根纯铜管插入达到所需消耗掉的纯铜管的长度Le，如果所需消耗掉的纯铜管的长度Le除以L2*K*N所得余数不为零，则在最后将长度Le除以L2*K*N所得的余数部分分摊到全部或部分纯铜管上，以使对应的纯铜管具有小于L2的分摊部分并使该对应纯铜管的分摊部分伸入到LI之下；各纯铜管插入量停止增加，继续通入非反应性气体10?15分钟；将各剩余纯铜管拉出铝液液面，停止非反应性气体的通入，完成铝铜合金熔炼过程；其中:各纯铜管的总长度1^大于L2*K与LI之和且确保能够从外部把持并通入非反应性气体。
[0005]本发明的有益效果如下:
[0006]由于从纯铜管的另一端输出的非反应性气流直接作用于合金化区域，使得纯铝液以及铝铜合金化液体在L2对应的合金化区域形成向上和向外的对流扩散，铝铜合金化液体会随气流向上流动，进而向两侧流动，使得不同部位的铝液体形成对流，促进合金成分铜扩散，同时通入的非反应性气体可将纯铝液吸入的有害气体带出铝铜合金外部，因此，本发明的铝铜合金熔炼方法在实现铝铜合金中铜元素的定量配比的同时，还能够进行过充分对流扩散，从而以高效率得到铝铜成分均匀、偏析小、气孔缺陷少的目标铝铜合金。
【附图说明】
[0007]图1为根据本发明的铝铜合金熔炼开始时的示意图，为了清楚起见，仅示出一根纯铜管；
[0008]图2为根据本发明的铝铜合金熔炼过程中的示意图，为了清楚起见，仅示出一根纯铜管。
【具体实施方式】
[0009]下面参照附图来详细说明根据本发明的铝铜合金熔炼方法。
[0010]参照图1和图2，根据本发明的铝铜合金熔炼方法包括步骤:选择管径为6mm?8mm、壁厚为Imm?2mm的N根纯铜管，N多I ;根据要制备的销铜合金中铜元素的质量分数(?以及要制备的销铜合金的总质星Mg计算需要加入的铜兀素的质星M,g，M|g = X C|g ；计算所需消耗掉的纯铜管的长度Le，Le = Mw/(Pw XSwffl);根据要制备的铝铜合金中铝元素的质量分数Cls以及要制备的铝铜合金的总质量％&计算需要加入的纯铝元素原料的质量；将要制备的铝铜合金的纯铝元素原料升温到730?750°C，使纯铝元素原料熔化形成纯铝液，使纯铝液的液面高度在10mm?300mm之间，并对纯铝液进行保温除渣；将足够长度的各纯铜管的一端接入压力为0.1lMPa?0.13MPa(压力大于0.13MPa会出现液体飞溅，压力小于0.1lMPa则无法形成有效的液体对流)、温度为室温的非反应性气体，将另一端插入纯铝液中，各纯铜管沿长度方向输送非反应性气体，以使浸入纯铝液中的纯铜管部分从铝液液面开始沿长度方向向下形成温度逐渐升高的温度梯度(参照图1);浸入纯铝液中的各纯铜管的部分从铝液液面开始沿长度方向向下的长度为LI和L2之和，其中，长度为LI的相对低温的纯铜管部分能够连续输送所述非反应性气体，而长度为L2的相对高温的纯铜管部分能够在2?3分钟内熔入纯铝液形成铝铜合金化液体，且L2/L1的值在1/3?1/2之间，其中从另一端输出的非反应性气体使得纯铝液以及铝铜合金化液体在L2对应的区域(即合金化区域，参照图2)形成向上和向外的对流扩散(参照图2);每隔2?3分钟将各纯铜管向纯铝液中增加插入长度L2，如果所需消耗掉的纯铜管的长度Le除以L2*N所得的整数为K，则各纯铜管增加插入的次数为K，直至N根纯铜管插入达到所需消耗掉的纯铜管的长度Le，如果所需消耗掉的纯铜管的长度Le除以L2*K*N所得余数不为零，则在最后将长度Le除以L2*K*N所得的余数部分分摊到全部或部分纯铜管上，以使对应的纯铜管具有小于L2的分摊部分并使该对应纯铜管的分摊部分伸入到LI之下；各纯铜管插入量停止增加，继续通入非反应性气体10?15分钟；将各剩余纯铜管拉出铝液液面，停止非反应性气体的通入，完成铝铜合金熔炼过程；其中:各纯铜管的总长度L,&大于L2*K与LI之和且确保能够从外部把持并通入非反应性气体。
[0011]由于从纯铜管的另一端输出的非反应性气流直接作用于合金化区域，使