一种ahs铝合金的铸造工艺及ahs铝合金的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种AHS铝合金及其铸造工艺，包括以下步骤：A)将Al-Si中间合金、纯Cu板和99.97％Al锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合金熔体；B)将变质剂加入到所述步骤A)得到的熔体中，进行变质细化处理，得到细化的铝合金熔体；所述变质剂包括Sr类变质剂和/或硼类变质剂；C)将所述步骤B)得到细化的铝合金熔体进行铸造，得到AHS铝合金。本发明在对AHS铝合金变质细化的过程中，没有采用Ti类变质剂，而是采用了Sr类变质剂和/或硼类变质剂，对Si类铝合金具有明显的细化效果，试验结果表明，以八级晶粒度为标准，本发明提供的铸造工艺得到的AHS铝合金的晶粒度为1～3级。
【专利说明】一种AHS铝合金的铸造工艺及AHS铝合金
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料【技术领域】，尤其涉及一种AHS铝合金的铸造工艺及AHS铝合 金。
【背景技术】
[0002] AHS合金是Al-Si系活塞合金的一种，其成分相当于国产牌号ZL108和美国牌号 的SAE328合金，此合金一般用于金属型铸造。AHS合金成分接近Al-Si合金共晶点，其流 动性好，气密性高，无热裂性倾向，也无气孔和缩松等现象，而且该合金强度高，热膨胀系数 小，耐磨性能好，高温性能也令人满意。另外，AHS合金不同于ZL108和SAE328合会的是， 它是一种变形铝合金，从而有着更好的力学性能和加工性能。因此，它比一般铸造铝硅合金 更适用于制造内燃发动机活塞和起重滑轮等部件，从而有着广阔的发展前景。
[0003] AHS铝合金的挤压棒材主要用于锻造中、小缸径的中、高速内燃机活塞，AHS铝合 金挤压棒用锭坯采半连续熔铸法生产。在实际生产中，采用半连续熔铸热顶铸造工艺生产 的〇250_铸锭，熔铸工艺控制不当时，铸锭低倍试片常出现粗大晶粒、不同程度的羽毛状 晶、粗大针状共晶硅、粗大块状初晶硅组织，挤压制品低倍检测存在花斑状缺陷，该缺陷的 存在严重降低了制品机械性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种AHS铝合金的铸造工艺及AHS铝合金，本发明提供的 AHS铝合金的铸造工艺能够降低AHS铝合金的晶粒度，提高AHS铝合金的产品性能。
[0005] 本发明提供了一种AHS铝合金铸造工艺，包括以下步骤：
[0006]A)将Al-Si中间合金、纯Cu板和99. 7%A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝 合金熔体；B)将变质剂加入到所述步骤A)得到的铝合金熔体中，进行变质细化处理，得到 细化的铝合金熔体；所述变质剂包括Sr类变质剂和/或硼类变质剂；
[0007] C)将所述步骤B)得到的细化的铝合金熔体进行铸造，得到AHS铝合金。
[0008] 优选的，所述熔炼的温度为730?770 °C。
[0009] 优选的，所述熔炼的时间为3?7小时。
[0010] 优选的，所述步骤A)具体包括以下步骤：
[0011] 将Al-Si中间合金、纯Cu板和99. 7 %A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，待熔体完 全融化后，熔体温度在720?740°C时加入纯Mg锭。
[0012] 优选的，所述Sr类变质剂包括Al-Sr中间合金；
[0013] 所述Sr类变质剂中的Sr元素的质量分数为所用原料总量的0. 02?0. 05%。
[0014] 优选的，所述硼类变质剂包括A1-B中间合金；
[0015] 所述硼类变质剂中硼元素的质量分数为所用原料总量的0. 01?0. 04%。
[0016] 优选的，所述变质处理的温度为720?740°C;
[0017] 所述变质处理的时间为10?25分钟。
[0018] 优选的，所述铸造的速度为90?lOOmm/min;
[0019] 所述铸造的温度为710?730°C。
[0020] 优选的，所述铸造过程中的水压为0. 04?0. 08MPa。
[0021] 本发明提供一种AHS铝合金，按照上述技术方案所述铸造工艺制备得到。
[0022] 本发明提供了一种AHS铝合金铸造工艺，包括以下步骤：A)将Al-Si中间合金、纯 Cu板、纯Mg锭和99. 7 %A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合金熔体；B)将变质剂加 入到所述步骤A)得到的熔体中，进行变质细化处理；所述变质剂包括Sr类变质剂和/或硼 类变质剂；C)将所述步骤B)得到细化的铝合金熔体进行铸造，得到AHS铝合金。本发明提 供的铸造工艺在对AHS铝合金变质细化的过程中，没有采用Ti类变质剂，而是采用了Sr类 变质剂和/或硼类变质剂，对Si类铝合金具有明显的细化效果，试验结果表明，以八级晶粒 度为标准，本发明提供的铸造工艺得到的AHS铝合金的晶粒度为1?3级。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 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。
[0024] 图1为本发明实施例1得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图；
[0025] 图2为本发明实施例1得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图；
[0026] 图3为本发明实施例1得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图；
[0027] 图4为本发明实施例1得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图；
[0028] 图5为本发明实施例2得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图；
[0029] 图6为本发明实施例2得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图；
[0030]图7为本发明实施例2得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图；
[0031] 图8为本发明实施例2得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图；
[0032] 图9为本发明实施例3得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图；
[0033] 图10为本发明实施例3得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图；
[0034] 图11为本发明实施例3得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图；
[0035] 图12为本发明实施例3得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供了一种AHS铝合金铸造工艺，包括以下步骤：A)将Al-Si中间合金、纯 Cu板、纯Mg锭和99. 7 %A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合金熔体；B)将变质剂加 入到所述步骤A)得到的熔体中，进行变质细化处理，得到细化的铝合金熔体；所述变质剂 包括Sr类变质剂和/或硼类变质剂；C)将所述步骤B)得到细化的铝合金熔体进行铸造， 得到AHS铝合金。采用本发明提供的AHS铝合金的铸造工艺得到的AHS铝合金具有较小的 晶粒度。
[0037] 将Al-Si中间合金、纯Cu板和99. 7 %A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合 金熔体。在本发明中，所述Si的质量分数优选为10?11. 5%，更优选为10. 5?11 %，最优 选为10. 8%;本发明优选采用Al-Si中间合金为Si进行所述熔炼，在本发明中，所述Al-Si合金中Si的质量分数优选为20%。
[0038] 在本发明中，所述Cu的质量分数优选为2. 0?3. 0%，更优选为2. 5% ;本发明所 述纯Cu板中Cu的含量优选多99. 99 %。
[0039] 在本发明中，所述Mg的质量分数优选为0. 2?0. 5 %，更优选为0. 3?0. 4 %，最 优选为0. 35% ;本发明优选采用纯Mg锭进行所述熔炼，所述纯Mg锭中Mg的质量分数优选 彡 99. 95% 〇
[0040] 在本发明中，所述B的质量分数优选为0.01?0.04%，更优选为0.035%;本发明 优选采用A1-B中间合金进行所述熔炼，所述A1-B中间合金中B(硼元素）的质量分数优选 为3% 〇
[0041] 在本发明中，所述A1的质量分数与其他组分的质量分数之和为100%，本发明优 选采用纯A1锭进行所述熔炼，所述纯A1锭中，A1的质量分数优选多99. 7%。
[0042] 在本发明中，所述熔炼的温度优选为730?770°C，更优选为740?760°C;所述 熔炼的时间优选为3?7小时；本发明优选在熔炼炉中进行所述熔炼，在将上述原料装炉 之前应先清炉或洗炉，装料时Al-Si中间合金加在炉料中下层，Cu板放置在中上层。然后 开始熔炼，当炉料大部分化平时，尽量用耙子将露出液面的凸峰推平，并适时用耙子搅动金 属，以加速熔化。待炉料完全熔化，熔体温度升至730?740°C时，彻底搅拌lOmin以上，搅 拌前若浮渣多，可向炉内撒入熔剂粉。搅拌后扒净熔体表面浮渣。熔体温度720?740°C加 Mg锭。Mg锭要压入熔体，严禁露出液面。Mg锭完全熔化后必须进行两次搅拌，两次搅拌间 隔时间不少于15min。
[0043] 完成所述熔炼后，本发明优选对得到的熔体在炉前进行取样，以便对熔体成分进 行分析，然后根据上述各成分的含量要求进行相应的成分调整，所述调整的方法为本领域 技术人员熟知的方法。
[0044] 待炉前成分合格后，本发明优选先将所述变质剂进行预热处理，然后再加入到所 述铝熔体中，进行细化处理，在本发明中，所述变质剂的预热处理为本领域技术人员熟知的 方法。
[0045] 完成所述变质剂的预热处理后，本发明将预热的变质剂加入所述铝熔体中，进行 细化处理，得到细化的铝合金熔体，在本发明中，所述变质剂优选包括Sr类变质剂和/或硼 类变质剂，所述变质剂优选Al-Sr中间合金，所述Al-Sr中间合金中Sr的质量分数优选为 10% ;以每吨原料计，所述Al-Sr中间合金Sr类变质剂的用量优选为2?5kg/t。
[0046] 在本发明中，所述硼类变质剂优选包括A1-B中间合金，所述A1-B中间合金中B的 质量分数优选为3% ;所述硼类变质剂中的硼与上述技术方案中B的用量一致，在此不再赘 述。
[0047] 在本发明中，所述变质处理的温度优选为720?740°C，更优选为725?730°C;所 述变质处理的时间优选为10?25分钟；加入变质剂后，所述变质剂要压入熔体，严禁漂浮 在液面上。待所述变质剂完全熔化后，把熔体搅拌均匀。需注意的是，在加完Sr类变质剂 以后禁止使用任何熔剂和覆盖剂。
[0048] 本发明优选740?750°C时对熔体进行Ar气精炼，两根精炼管双炉门同时精炼 20min，精炼后扒净熔体表面浮渣，扒渣后进行静置。
[0049] 完成所述变质处理后，本发明将所述变质处理得到的细化的铝熔体进行铸造，得 到AHS错合金。在本发明中，所述铸造的速度优选为90?100mm/min，更优选为95?98mm/ min;所述铸造的温度优选为710?730°C，更优选为720?730°C;所述铸造过程中的水压 优选为〇. 04?0. 08MPa，更优选为0. 05?0. 07MPa。
[0050] 在本发明中，所述铸造得到的AHS铝合金优选为规格为〇 250mm的AHS合金铸棒。
[0051] 完成所述铸造后，本发明将铸造得到的AHS铝合金铸锭进行挤压，得到AHS铝合金 挤压棒，在本发明中，所述挤压的温度优选为430?440°C;所述挤压所用的挤压筒的温度 优选为400?450°C;所述挤压的速度优选< 2mm/min，挤压比优选为25。
[0052] 本发明优选按照上述工艺参数将规格为〇250mm的AHS合金铸棒车皮、锯切为 240X760mm后，进行挤压，挤压棒材规格为34mm。
[0053] 在本发明中，按照上述铸造工艺得到的AHS铝合金中包括以下质量分数的组分： 10?11.5%的Si;2.0?3.0%的Cu;0?35 ?0?45%的Mg;0?0?5%的Fe;0?0?3%的 211;0?0.1%的]?11;0?0.01%的附；0.02?0.05%的51' ;0.01?0.04%的8;余量为 Al〇
[0054] 在本发明中，所述Si的质量分数优选为10?11. 5%，更优选为10. 5?11%，最 优选为10. 8% ;硅是合金中的主要元素，硅在固溶体中的溶解度随温度的升高而增大，在室 温时为0.05%，在577°C时为1.65%。超过溶解度的硅以0相存在，0相中仅能溶解极 少量的铝，可以看作是纯硅。铝硅合金在577°C时发生共品反应生成共晶体（a+f3)。随着 硅含量的增加，组织中的硅相不断增加，提高了合金的抗拉强度。共晶硅相在未变质处理 前，在合金中一般都成片状分布，严重割裂基体，由于应力集中的结果，使延伸率显著降低； 当硅含量超过13?14%时，延伸率只有1%，抗拉强度也只有lOOMPa左右，失去了使用价 值。经过变质或细化以后，抗拉强度可提高到160?190MPa，延伸率可达6?12%，解决了 Al-Si类合金优良的铸造性能与低劣的机械性能这对矛盾，使这类合金得到了推广使用。硅 含量除对合金的力学性能产生影响外，对合金的流动性、气密性、热膨胀系数、以及电阻系 数和密度都会产生一定的影响。
[0055] 在本发明中，所述Cu的质量分数优选为2. 0?3. 0%，更优选为2. 5% ;主要合金 元素Cu和Mg的作用是形成CuA12。和Mg2Si强化相，使合金显著强化。合金中的铜含量增 加时，合金的强度显著增加、伸长率下降，热强度不断上升。这主要是因为铜含量的增加，使 合金中的Mg2Si相逐步减少变为Q相和CuA12相。Q相、CuAl2相和Mg2Si相都是合金的强 化相，但Q相的耐热性最好，它在a固溶体中的溶解度不大，以弥散的状态分布于晶界，在 高温下可阻止a固溶体变形，提高合金的耐热性能。CuA12相的耐热性次之，Mg2Si相的耐 热性最差，因而对于用做活塞材料的AHS合金来说可适当增加铜的含量来提高合金的高温 强度。
[0056] 在本发明中，所述Mg的质量分数优选为0. 2?0. 5%，更优选为0. 3?0. 4%，最 优选为0. 35%;合金中的镁含量增加时，合金的强度急剧上升而塑性急降。塑性的急降主要 与镁在a固溶体中的溶解度较小有关。平衡条件下，在500?530°C时镁在a固溶体中的 溶解度为〇. 5?0. 6%，而在实际生产的非平衡条件下，其溶解度更低，只有0. 3?0. 4%。 因此为保持一定的塑性，常将AHS合金中的镁含量控制在0. 5%左右。
[0057] 在本发明中，所述Mn的质量分数优选为0?0. 1%，更优选为0?0.05% ;Mn是 一种用来消除铁的有害作用的元素。它在Al-Si合金中形成Al1(lMn2Si和Al6Mn相。铁可 以部分的溶解在其中使有害的0相减少，同时提高高温强度。而含Mn相与a固溶体形成 共晶时，呈紧密排列，为杆条短小的骨骼状，其危害性较小。当铁含量较高时，Mn的加入量 一般为铁含量的1/2。此外，Mn本身还常被用来提高合金的耐热性能。
[0058] 在本发明中，所述B的质量分数优选为0. 01?0. 04%，更优选为0. 035%;所述Fe 的质量分数优选为〇?〇. 5%，更优选为0?0. 3%;所述Zn的质量分数优选为0?0. 3%， 更优选为〇?〇.1% ;所述Ni的质量分数优选为0?0. 01%，更优选为0?0. 005%;所述 Sr的质量分数优选为0. 02?0. 05%，更优选为0. 025?0. 03%;所述A1的质量分数与其 他组分的质量分数之和为100%。
[0059] 在本发明中，所述AHS铝合金的晶粒度为1?3级。
[0060] 本发明按照铝及铝合金加工制品显微组织检验方法检测了本发明得到的AHS铝 合金的晶粒度，结果表明，按照本发明的铸造工艺得到的AHS铝合金的晶粒度为1?3级。
[0061] 本发明按照铝及铝合金加工制品显微组织检验方法对得到的AHS铝合金进行了 低倍检测，结果表明，本发明得到的AHS铝合金没有羽毛晶粒缺陷和初晶硅缺陷，晶粒度为 1?3级。
[0062] 本发明按照铝及铝合金加工制品显微组织检验方法对得到的AHS铝合金进行了 高倍检测，结果表明，本发明的到的AHS铝合金的共晶硅组织为细小的短纤维状，细化效果 较好。
[0063] 为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种AHS铝合金的铸造 工艺及AHS铝合金进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。
[0064] 实施例1
[0065] 将配制好的Al-Si中间合金、纯Cu板和纯A1锭加入熔炼炉，进行熔炼，装炉前应 清炉或洗炉。装料时Al-Si中间合金加在炉料中下层，Cu板放置在中上层。熔炼温度为 740±10°C。
[0066] 炉料大部分化平时，尽量用耙子将露出液面的凸峰推平，并适时用耙子搅动金属， 以加速熔化。待炉料完全熔化，熔体温度升至740°C时，彻底搅拌lOmin以上，搅拌前若浮渣 多，可向炉内撒入熔剂粉。搅拌后扒净熔体表面浮渣。熔体温度730±10°C加Mg锭。Mg锭 要压入熔体，严禁露出液面。Mg锭完全熔化后必须进行两次搅拌，两次搅拌间隔时间不少于 15min。成分均勾后取炉前样，数量为一个蘑葫样和一个饼样，取样温度为730±10°C。
[0067] 炉前成分合格后加Al-Sr、A1-3B中间合金进行细化变质处理，Al-Sr、A1-3B中间 合金加入前一定要经过预热处理。
[0068]Al-Sr加入量：新料按4. 5kg/t，本体废料按2kg/t。A1-3B加入量：按0?035%B 加入。加入温度：730 ±5 °C。
[0069]Al-Sr(杆）、A1-3B中间合金要压入熔体，严禁漂浮在液面上。待Al-Sr、Al-3B中 间合金完全熔化后，把熔体搅拌均匀。
[0070] 加Sr以后禁止使用任何熔剂和覆盖剂。
[0071] 750 °C时对熔体进行Ar气精炼，两根精炼管双炉门同时精炼20min，精炼后扒净熔 体表面浮渣。扒渣后静置，同时进行铸造准备工作，并尽快铸造。
[0072] 铸造的速度为90mm/min，水压为0.04MPa，铸造温度为710±10°C，得到规格为 〇 250mm的AHS铝合金铸棒。
[0073] 铸造完成后进行挤压，将规格为0250mm的AHS合金铸棒车皮、锯切为 〇 240X760mm后，按生产常规工艺进行挤压，挤压筒温度为450°C，挤压温度为440°C，挤压 速度< 2mm/min，挤压比为25,挤压棒材规格为①34mm。
[0074] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金铸锭的晶粒度，结果 如表1所示，表1为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金铸锭的检测结果。
[0075] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金挤压棒的力学性能， 结果如表2所示，表2为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金挤压版的力学性能数据。
[0076] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了低倍检测，如 图1所示，图1为本发明实施例1得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图。
[0077] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了高倍检测，如 图2所示，图2为本发明实施例1得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图。
[0078] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了低倍检测， 如图3所示，图3为本发明实施例1得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图。
[0079] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了高倍检测， 如图4所示，图4为本发明实施例1得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图。
[0080] 实施例2
[0081] 将配制好的Al-Si中间合金，纯Cu板和纯A1锭加入熔炼炉，进行熔炼，装炉前应 清炉或洗炉。装料时Al-Si中间合金加在炉料中下层，Cu板放置在中上层。熔炼温度为 750±10°C。
[0082] 炉料大部分化平时，尽量用耙子将露出液面的凸峰推平，并适时用耙子搅动金属， 以加速熔化。待炉料完全熔化，熔体温度升至730-740°C时，彻底搅拌lOmin以上，搅拌前若 浮渣多，可向炉内撒入熔剂粉。搅拌后扒净熔体表面浮渣。熔体温度720°C加Mg锭。Mg锭 要压入熔体，严禁露出液面。Mg锭完全熔化后必须进行两次搅拌，两次搅拌间隔时间不少于 15min。成分均勾后取炉前样，数量为一个蘑葫样和一个饼样，取样温度为730±10°C。
[0083] 炉前成分合格后加Al-Sr、A1-3B中间合金进行细化变质处理，Al-Sr、A1-3B中间 合金加入前一定要经过预热处理。
[0084] Al-Sr加入量：新料按4. 5kg/t，本体废料按2kg/t。A1-3B加入量：按0. 035%B 加入。加入温度：720 ±10 °C。
[0085] Al-Sr(杆）、A1-3B中间合金要压入熔体，严禁漂浮在液面上。待Al-Sr、Al-3B中 间合金完全熔化后，把熔体搅拌均匀。
[0086] 加Sr以后禁止使用任何恪剂和覆盖剂。
[0087] 740 °C时对熔体进行Ar气精炼，两根精炼管双炉门同时精炼20min，精炼后扒净熔 体表面浮渣。扒渣后静置，同时进行铸造准备工作，并尽快铸造。
[0088] 铸造的速度为95mm/min，水压为0. 05MPa，铸造温度为710±10°C，得到规格为 〇 250mm的AHS铝合金铸棒。
[0089]铸造完成后进行挤压，将规格为〇250mm的AHS合金铸棒车皮、锯切为 〇 240X760mm后，按大生产常规工艺进行挤压，挤压筒温度为400°C，挤压温度为430°C，挤 压速度< 2mm/min，挤压比为25,挤压棒材规格为〇 34mm。合金成分包括：10. 94 %的Si， 0? 3%的Fe，2. 66%的Cu，0. 04%的Mn，0. 5%的Mg，0. 01%的Ni，0. 02%的Zn，0. 03%的Sr 和余量的Al。
[0090] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金铸锭的晶粒度，结果 如表1所示，表1为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金铸锭的检测结果。
[0091] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金挤压棒的力学性能， 结果如表2所示，表2为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金挤压版的力学性能数据。
[0092] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了低倍检测，如 图5所示，图5为本发明实施例2得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图。
[0093] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了高倍检测，如 图6所示，图6为本发明实施例2得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图。
[0094] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了低倍检测， 如图7所示，图7为本发明实施例2得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图。
[0095] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了高倍检测， 如图8所示，图8为本发明实施例2得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图。
[0096] 实施例3
[0097] 将配制好的Al-Si中间合金，纯Cu板和纯A1锭加入熔炼炉，进行熔炼，装炉前应 清炉或洗炉。装料时Al-Si中间合金加在炉料中下层，Cu板放置在中上层。熔炼温度为 750±10°C。
[0098] 炉料大部分化平时，尽量用耙子将露出液面的凸峰推平，并适时用耙子搅动金属， 以加速熔化。待炉料完全熔化，熔体温度升至740°C时，彻底搅拌lOmin以上，搅拌前若浮 渣多，可向炉内撒入熔剂粉。搅拌后扒净熔体表面浮渣。熔体温度730±5°C加配制好的 Mg锭。Mg锭要压入熔体，严禁露出液面。Mg锭完全熔化后必须进行两次搅拌，两次搅拌间 隔时间不少于15min。成分均勾后取炉前样，数量为一个蘑葫样和一个饼样，取样温度为 730±10°C。
[0099] 炉前成分合格后加Al-Sr、A1-3B中间合金进行细化变质处理，Al-Sr、A1-3B中间 合金加入前一定要经过预热处理。
[0100] Al-Sr加入量：新料按4.5kg/t，本体废料按2kg/t。A1-3B加入量：按0.035%B 加入。加入温度：720 ±10 °C。
[0101] Al-Sr(杆）、A1-3B中间合金要压入熔体，严禁漂浮在液面上。待Al-Sr、Al-3B中 间合金完全熔化后，把熔体搅拌均匀。
[0102] 加Sr以后禁止使用任何熔剂和覆盖剂。
[0103] 740 °C时对熔体进行Ar气精炼，两根精炼管双炉门同时精炼20min，精炼后扒净熔 体表面浮渣。扒渣后静置，同时进行铸造准备工作，并尽快铸造。
[0104] 铸造的速度为100mm/min，水压为0. 06MPa，铸造温度为720±10°C，得到规格为 〇 250mm的AHS铝合金铸锭。
[0105] 铸造完成后进行挤压，将规格为〇250mm的AHS合金铸棒车皮、锯切为 〇 240X760mm后，按大生产常规工艺进行挤压，挤压筒温度为450°C，挤压温度为440°C，挤 压速度< 2mm/min，挤压比为25,挤压棒材规格为①34_。
[0106] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金铸锭的晶粒度，结果 如表1所示，表1为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金铸锭的检测结果。
[0107] 本发明按照上述技术方案检测了本实施例得到的AHS铝合金挤压棒的力学性能， 结果如表2所示，表2为本发明实施例1?3得到的AHS铝合金挤压版的力学性能数据。
[0108] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了低倍检测，如 图9所示，图9为本发明实施例3得到的AHS铝合金铸锭的低倍检测图。
[0109] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金铸锭进行了高倍检测，如 图10所示，图10为本发明实施例3得到的AHS铝合金铸锭在500X下的高倍检测图。
[0110] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了低倍检测， 如图11所示，图11为本发明实施例3得到的AHS铝合金挤压棒的低倍检测图。
[0111] 本发明按照上述技术方案对本实施例得到的AHS铝合金挤压棒进行了高倍检测， 如图12所示，图12为本发明实施例3得到的AHS铝合金挤压棒在500X下的高倍检测图。
[0112] 由图1、图5和图9可以看出，本发明提供的AHS铝合金铸锭1)消除了羽毛状晶粒 缺陷；2)消除了初晶硅缺陷；3)晶粒明显细化（晶粒1-3级，8级精炼度标准）。
[0113] 由图2、图6和图10可以看出本发明中的铸造工艺细化效果较好，合金共晶硅组织 为细小的短纤维状，变质效果较好。
[0114] 由图3、图7和图11可以看出，本发明提供的AHS铝合金挤压棒其组织细密，最大 晶粒度为2级（8级晶粒度标准），有利于保证或提尚合金棒材的性能。
[0115] 由图4、图8和图12可以看出，本发明提供的AHS铝合金挤压棒组织细密、均匀，变 质细化效果较好。
[0116] 表1本发明实施例1?3得到的AHS铝合金铸锭的检测结果
【权利要求】
1. 一种AHS铝合金铸造工艺，包括以下步骤： A) 将Al-Si中间合金、纯Cu板和99. 7%A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合金 熔体； B) 将变质剂加入到所述步骤A)得到的熔体中，进行变质细化处理，得到细化的铝合金 熔体；所述变质剂包括Sr类变质剂和/或硼类变质剂； C) 将所述步骤B)得到的细化的铝合金熔体进行铸造，得到AHS铝合金。
2. 根据案例要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述熔炼的温度为730?770°C。
3. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述熔炼的时间为3?7小时。
4. 根据权利要求1?3任意一项所述的铸造工艺，其特征在于，所述步骤A)具体包括 以下步骤： 将Al-Si中间合金、纯Cu板和99. 7% A1锭，在熔炼加热炉中进行熔炼，得到铝合金熔 体；待熔体完全融化后，熔体温度在720?740°C时加入纯Mg锭。
5. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述Sr类变质剂包括Al-Sr中间合 金； 所述Sr类变质剂中的Sr元素的质量分数为所用原料总量的0. 02?0. 05%。
6. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述硼类变质剂包括A1-B中间合 金； 所述硼类变质剂中硼元素的质量分数为所用原料总量的〇. 01?〇. 04%。
7. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述变质处理的温度为720? 740。。； 所述变质处理的时间为10?25分钟。
8. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述铸造的速度为90?100mm/min ; 所述铸造的温度为710?730°C。
9. 根据权利要求1所述的铸造工艺，其特征在于，所述铸造过程中的水压为0. 04? 0. 08MPa〇
10. -种AHS铝合金，按照权利要求1?9任意一项所述铸造工艺制备得到。
【文档编号】B22D21/04GK104439190SQ201410763317
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】林顺岩 申请人:西南铝业（集团）有限责任公司