本发明涉及合金熔炼,具体为一种zl205a合金熔炼的工艺。
背景技术:
1、随着工业化进程的不断发展,合金材料作为一种重要的材料,在航空、汽车、电子等领域得到广泛应用。其中,铝合金作为一种轻质高强度的材料,具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,在航空航天、交通运输、建筑等领域得到广泛应用。
2、目前,常用的铝合金主要包括2000系列、5000系列、6000系列和7000系列等。其中,2000系列铝合金具有优异的强度和韧性,但其耐腐蚀性能较差;5000系列铝合金具有良好的耐腐蚀性能,但强度较低;6000系列铝合金具有较好的综合性能,但在高温下易产生应力腐蚀开裂;7000系列铝合金具有较高的强度和刚性,但耐腐蚀性较差。
3、因此,研究开发一种新型的铝合金,具有良好的强度、韧性和耐腐蚀性能,对于满足工业化生产需求具有重要意义。
4、目前,已经有许多研究者对铝合金的制备工艺进行了探索和研究。例如,采用真空气氛下的等离子喷涂技术,可以获得高强度、高韧性和良好的耐腐蚀性能的铝合金;采用快速凝固技术,可以获得细晶粒的铝合金,提高其力学性能和耐腐蚀性能;采用微量元素的添加,可以改善铝合金的力学性能和耐腐蚀性能等。
5、然而,现有的铝合金制备工艺仍存在一些问题,如:制备过程复杂,成本较高;合金中的杂质含量较高,影响其性能;合金的晶粒粗大,影响其力学性能和耐腐蚀性能等。
6、因此,需要提供一种新型的铝合金制备工艺,以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种zl205a合金熔炼的工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种zl205a合金熔炼的工艺,包括以下步骤:
3、步骤a.准备zl205a合金所需原材料;
4、步骤b.将原材料按照一定比例混合,并进行预处理;
5、步骤c.将预处理后的原材料放入熔炉中进行熔炼,其中所述的熔炉为电炉,在熔炉内建立氧化还原环境,控制氧气流量为20-25m3/h,控制熔炉内温度为1200℃-1350℃;
6、步骤d.在熔炼过程中加入一定量的氧化剂,促进合金的氧化反应,其中所述的氧化剂为氧气,其流量为10-12m3/h,控制氧化程度在5%-10%之间;
7、步骤e.控制熔炉内的温度和氧化还原环境,使合金得到适宜的氧化程度,其中所述的氧化还原环境为还原性气氛,其流量为12-15m3/h,同时,在熔炼过程中加入一定量的精炼剂,促进合金中杂质的析出和沉淀,在熔炼完成后,通过真空除气对熔体进行处理,以去除气体和其他杂质,提高合金的纯净度;
8、步骤f.完成了合金熔体的整体晶粒细化,在熔炼完成后,通过加入晶核剂,控制熔体冷却速率,促进晶粒的细化和均匀分布,提高合金的力学性能和耐腐蚀性能,合金熔体完成精炼除气与晶粒细化后,通过真空除气与陶瓷网过滤进一步提高了合金熔体的纯净度。
9、优选的,步骤a中,所需要的原材料包括高纯度铝、铜、镁,还需添加适量的其他元素,锰、硅、钛、锆、铬、镍的任一组或多种组合,以提高合金的强度和耐腐蚀性能;
10、具体各个原料的含量如下:
11、高纯度铝:占总质量的80-90%;
12、高纯度铜:占总质量的10-15%;
13、高纯度镁:占总质量的3-5%;
14、微量元素:占总质量的0.5-1.5%。
15、优选的,选用氧化铝电解法或氟化铝电解法生产高纯度铝,选用电解法或火法炼制法生产高纯度铜,选用蒸发法或氧化物热还原法生产高纯度镁。
16、优选的,步骤b中,将原材料混合并进行预处理,其中所述的预处理包括以下步骤:
17、b1.对原料进行粉碎和筛分,以去除杂质和均匀混合,在此过程中,将粉末的大小控制在50-100目,以保证后续熔炼的均匀性;
18、b2.在混合的过程中,加入助熔剂,以降低熔点和提高熔体的流动性。
19、b3.对混合后的原材料进行干燥处理,以去除水分和其他挥发性物质,干燥的温度和时间在80℃-120℃之间,持续时间为2-4小时。
20、优选的,所述助熔剂为氟化钠、氯化钠、氯化钾的任一种或多种组合,添加量为总质量的0.5%-1.5%。
21、优选的,步骤e中,熔炉内的温度应控制在700℃-800℃之间,氧化还原环境应为轻微氧化性或中性。
22、优选的,步骤f中,所述晶核剂为碳化硅、氮化硼、碳化钛、碳化铝的任一种或多种组合,控制冷却速率,提高合金的晶粒细化和均匀分布,其中,晶核剂的加入量控制在0.1%-0.5%,冷却速率应控制在10℃/min-30℃/min。
23、本发明的有益效果在于:
24、本发明提供了一种zl205a合金熔炼的工艺,旨在解决现有铝合金制备工艺存在的问题,本发明采用特定的原材料和工艺步骤,可以获得具有良好强度、韧性和耐腐蚀性能的zl205a合金。
25、1.原材料选用高纯度铝、铜、镁以及微量元素锰和硅,通过预处理和熔炼工艺,可以控制合金中杂质含量,提高其纯度,从而改善合金的性能。
26、2.本发明采用助熔剂和氧化剂的添加,可以降低熔点、提高熔体的流动性,促进合金的氧化反应,从而改善合金的结晶形态和力学性能。
27、3.本发明采用精炼剂和晶核剂的添加,可以促进合金中杂质的析出和沉淀,控制熔体的冷却速率,细化晶粒,从而提高合金的力学性能和耐腐蚀性能。
28、4.本发明采用真空除气和陶瓷网过滤技术,可以进一步提高合金的纯净度,去除气体和其他杂质,从而改善合金的性能。
29、本发明提供的zl205a合金熔炼工艺具有简单、成本低、制备效率高等优点,可以获得具有优异的力学性能和耐腐蚀性能的铝合金,适用于航空、汽车、电子等领域的应用。
1.一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:步骤a中,所需要的原材料包括高纯度铝、铜、镁,还需添加适量的其他元素,锰、硅、钛、锆、铬、镍的任一组或多种组合,以提高合金的强度和耐腐蚀性能;
3.根据权利要求2所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:选用氧化铝电解法或氟化铝电解法生产高纯度铝,选用电解法或火法炼制法生产高纯度铜,选用蒸发法或氧化物热还原法生产高纯度镁。
4.根据权利要求1所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:步骤b中,将原材料混合并进行预处理,其中所述的预处理包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:所述助熔剂为氟化钠、氯化钠、氯化钾的任一种或多种组合,添加量为总质量的0.5%-1.5%。
6.根据权利要求5所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:步骤e中,熔炉内的温度应控制在700℃-800℃之间,氧化还原环境应为轻微氧化性或中性。
7.根据权利要求6所述的一种zl205a合金熔炼的工艺,其特征在于:步骤f中,所述晶核剂为碳化硅、氮化硼、碳化钛、碳化铝的任一种或多种组合,控制冷却速率,提高合金的晶粒细化和均匀分布,其中,晶核剂的加入量控制在0.1%-0.5%,冷却速率应控制在10℃/min-30℃/min。