专利名称：7a52铝合金及其生产方法和生产装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及合金铸锭的生产制造，尤其涉及一种7A52铝合金及其生产方法和生
产装置。
背景技术：
目前，采用现有技术中的方法生产出的7A52铝合金铸锭中普遍存在粗大化合物 的一次晶，由于这种粗大化合物的一次晶的存在，使得经过后续轧制、锻造等加工过程后生 产出的合金材料的组织部连续，在铝材超声波探伤过程中出现探伤不合格的缺陷，进而降 低了合金材料的力学性能，导致生产出的合金材料不合格。产生上述问题的原因主要是生产过程中产生的粗大化合物的一次晶导致的，7A52 铝合金铸锭中的粗大化合物的一次晶的组成通常为含有Mn、Cr、Zr、Ti等元素的金属间化 合物，这种化合物在后续的轧制、锻造等加工过程中不能充分破碎，进而导致生产出的合金 材料组织不连续，超声波探伤不合格的缺陷。基于上述缺陷，亟需一种控制7A52铝合金铸锭中的粗大化合物一次晶缺陷的 7A52铝合金铸锭生产方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种7A52铝合金及其生产方法合装 置，减少了 7A52铝合金铸锭中的粗大化合物一次晶缺陷。为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案一种7A52铝合金生产方法，包括在熔化炉内调配7A52铝合金成分，至少将7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr 元素以及Ti元素控制在国标含量的中线以下；将调配完成的金属液转流到保温炉，提高保温炉、除气过滤装置、流盘和流槽中的 至少一个装置内的金属液的温度，并控制分流漏斗底部与结晶器内的液相区底部的最小间 距大于4cm。优选的，所述7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素的含量按重 量比为Mn:0.20%-0.30%
Cr:0.15%-o.20%
Zr:0.05%-o.12%
Ti:0.05%-o.10%优选的，所述7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素的含量按重 量比为Mn 0. 25% ；Cr 0. 18% ；Zr 0. 09% ；Ti 0. 07%。优选的，控制所述保温炉内的金属液的温度高于720°C。
优选的，控制除气过滤装置内的金属液的温度高于720°C。优选的，控制所述流盘和/或流槽的烘烤温度高于600°C。优选的，采用多个天然气烧嘴对所述流盘和/或流槽加热。优选的，使所述分流漏斗底部与液相区底部的最小间距大于4cm的方法具体为以 下三种方式中的至少一种通过控制金属液的温度，使所述金属液经流盘和流槽流至下注管时的温度高于 690 0C ；通过控制铸造速度，使所述液相区保持足够的深度，以使所述分流漏斗底部与液 相区底部的最小间距大于4cm ；减小分流漏斗的高度，使其浸没在所述液相区的金属液中的深度小于5cm。本发明实施例还公开了一种7A52铝合金，采用上述方法制备，所述7A52铝合金中 的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素的含量按重量比为Mn0.20%-0.30% ；
Cr0.15%-0.20% ；
Zr0.05%-0.12% ；
Ti0.05%-0.10%。本发明实施例还公开了一种7A52铝合金生产装置，包括熔化炉；保温炉；与所述保温炉相连的流盘和流槽，所述流盘和/流槽上设置有多个天然气烧嘴；与所述流盘相连的下注管；与所述下注管相连的分流漏斗，所述分流漏斗的高度小于6cm，并且，所述分流漏 斗浸没在所述液相区的金属液中的深度小于5cm ；结晶器。与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点本发明实施例所提供的技术方案，通过降低7A52铝合金配料中的Mn、Cr、Zr、Ti等 元素的含量，破坏了化合物一次晶形成的元素浓度条件，并通过控制保温炉内、除气过滤装 置内的金属液的温度以及流盘和/或流槽内的金属液的温度，本发明实施例中适当的提高 了保温炉以及流盘和/或流槽的温度，以使结晶器内的分流漏斗底部与液相区底部的最小 间距大于4cm，破坏了化合物一次晶形成的温度条件和时间条件，从而破坏了 7A52铝合金 铸锭中的粗大化合物一次晶形成的多个条件，进而减少了 7A52铝合金铸锭中的化合物一 次晶的形成几率，也就减少了 7A52铝合金铸锭中的粗大化合物一次晶缺陷，提高了 7A52铝 合金材料的性能。
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，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，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 根据这些附图获得其他的附图。
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图1为本发明实施例提供的7A52铝合金生产方法的流程图；图2为本发明实施例一提供的7A52铝合金生产方法的流程图；图3为本发明实施例提供的7A52铝合金生产装置的结构图。
具体实施例方式在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以 采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的 情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表 示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应 限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。正如背景技术部分所述，现有技术中生产出的7A52铝合金铸锭往往会出现粗大 化合物一次晶缺陷，出现上述问题是由7A52铝合金铸锭的生产环境造成的，发明人研究发 现，在铝合金的铸造过程中，形成粗大化合物一次晶需要同时满足三个条件，一是形成化合 物一次晶的元素浓度足够高，二是生产过程中的金属液体温度较低，足够化合物一次晶形 成，三是粗大化合物一次晶的生长要有足够的时间。发明人发现，在一般的7A52铝合金铸锭的生产中，该合金成分通常控制在国标范 围的中线左右，7A52铝合金的化学成分国家标准如表一所示，其中Mn、Cr、Zr、Ti四个过渡 族元素浓度较高，足够形成化合物一次晶；在铸造过程中通常只控制保温炉内的金属液温 度，而对铸造过程中流槽和流盘的温度要求则较低，一般不超过300°C，这种情况下，在铸造 开始阶段金属流经流槽和流盘时必然会降低金属液的温度，极有可能在流槽流盘内壁上出 现化合物生长；并且，在结晶器内的分流漏斗底部与金属的液相到固相的过渡带接近，此次 的金属温度会比较低，尤其是分流漏斗底部，温度低而且还有足够的时间，是化合物一次晶 生成的最佳地点，而且，生成的化合物达到一定质量后，必然会掉入铸锭内部，进而形成粗 大的化合物一次晶缺陷。表一 7A52铝合金的化学成分国家标准表(％ )
SiFeCuMnMgCrZnTiZr其他
单 个合 计< 0.25< 0.300.05 ~ 0.200.20-0.502.0~ 2.80.15 ~ 0.254.0~ 4.80.05 ~ 0.180.05 ~ 0.15< 0.05< 0.15基于以上原因，发明人研究发现，如果改变7A52铝合金铸锭生产过程中的温度条 件等，破坏化合物一次晶形成所需的三个条件，就有可能控制甚至消除7A52铝合金铸锭中 的粗大化合物一次晶，进而提高7A52铝合金材料的质量。在上述研究的基础上，本发明实施例提供了一种7A52铝合金生产方法，该方法的 流程图如图1所示，包括以下步骤步骤SlOl 在熔化炉内调配7A52铝合金成分，至少将7A52铝合金中的Mn元素、 Cr元素、Zr元素以及Ti元素控制在国标含量的中线以下；步骤S102 将调配完成的金属液转流到保温炉，提高保温炉、除气过滤装置、流盘和流槽中的至少一个装置内的金属液的温度，并控制分流漏斗底部与结晶器内的液相区底 部的最小间距大于4cm。以上是本申请的核心思想，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。实施例一本实施例公开的7A52铝合金生产方法的具体过程如图2所示，包括以下步骤步骤S201 在熔化炉内调配7A52铝合金成分，将7A52铝合金中的Mn元素、Cr元 素、&元素以及Ti元素控制在国标含量的中线以下，以达到降低形成化合物一次晶的元素 浓度的目的，本实施例中的各元素含量如表二所示；表二 7A52铝合金的化学成分国家标准表(％ )
权利要求
一种7A52铝合金生产方法，其特征在于，包括在熔化炉内调配7A52铝合金成分，至少将7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素控制在国标含量的中线以下；将调配完成的金属液转流到保温炉，提高保温炉、除气过滤装置、流盘和流槽中的至少一个装置内的金属液的温度，并控制分流漏斗底部与结晶器内的液相区底部的最小间距大于4cm。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、 Zr元素以及Ti元素的含量按重量比为Mn 0. 20% -0. 30% ； Cr 0. 15% -0. 20% ； Zr 0. 05% -0. 12% ； Ti 0. 05% -0. 10%o
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、 Zr元素以及Ti元素的含量按重量比为Mn 0. 25% ；Cr 0. 18% ；Zr 0. 09% ；Ti 0. 07%。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，控制所述保温炉内的金属液的温度高于 720 °C。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，控制除气过滤装置内的金属液的温度高 于 720 °C。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，控制所述流盘和/或流槽的烘烤温度高于 600 °C。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，采用多个天然气烧嘴对所述流盘和/或流 槽加热。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述分流漏斗底部与液相区底部的最 小间距大于4cm的方法具体为以下三种方式中的至少一种通过控制金属液的温度，使所述金属液经流盘和流槽流至下注管时的温度高于690°C ； 通过控制铸造速度，使所述液相区保持足够的深度，以使所述分流漏斗底部与液相区 底部的最小间距大于4cm;减小分流漏斗的高度，使其浸没在所述液相区的金属液中的深度小于5cm。
9.一种7A52铝合金，采用如权利要求1-8任一项所述的方法制备，其特征在于，所述 7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素的含量按重量比为Mn 0. 20% -0. 30% ； Cr 0. 15% -0. 20% ； Zr 0. 05% -0. 12% ； Ti 0. 05% -0. 10%o
10.一种7A52铝合金生产装置，其特征在于，包括 熔化炉；保温炉；与所述保温炉相连的流盘和流槽，所述流盘和/流槽上设置有多个天然气烧嘴；与所述流盘相连的下注管；与所述下注管相连的分流漏斗，所述分流漏斗的高度小于6cm，并且，所述分流漏斗浸 没在所述液相区的金属液中的深度小于5cm ；结晶器。
全文摘要
本发明实施例公开了一种7A52铝合金及其生产方法和装置，该方法包括在熔化炉内调配7A52铝合金成分，至少将7A52铝合金中的Mn元素、Cr元素、Zr元素以及Ti元素控制在国标含量的中线以下；将调配完成的金属液转流到保温炉，提高保温炉、除气过滤装置、流盘和流槽中的至少一个装置内的金属液的温度，并控制分流漏斗底部与结晶器内的液相区底部的最小间距大于4cm。本发明通过降低7A52铝合金配料中元素含量，并控制各生产设备内的金属液的温度，破坏了化合物一次晶形成的元素浓度条件、温度条件和时间条件，减少了7A52铝合金铸锭中的化合物一次晶的形成几率，提高了7A52铝合金材料的性能。
文档编号C22C21/00GK101994044SQ20101058264
公开日2011年3月30日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者牟大强 申请人:西南铝业(集团)有限责任公司