一种AQ80M镁合金超大锭坯及其制备方法和应用与流程

本发明涉及镁合金半连续铸造领域，尤其涉及一种aq80m镁合金超大锭坯及其制备方法和应用。

背景技术：

1、镁合金是目前实际应用中最轻的金属结构材料，具有高比强度、高比刚度、良好的阻尼性能和电磁屏蔽性能等优点，在航空航天、国防军工、交通运输等领域应用广泛。aq80m镁合金是一种中强耐热镁合金，通过添加适量的ag和re元素，改善了镁合金的高温力学性能，耐热温度达到150℃。优质的铸锭是保证后续加工制备(锻造、挤压、轧制等)结构件制品质量最重要的步骤，而变形镁合金，目前主要采用半连续铸造技术生产锭坯。

2、经对现有技术的文献检索发现，中国专利号zl201710180011.6(发明名称：aq80m镁合金大锭坯电磁半连续铸造工艺)公开了一种aq80m镁合金大锭坯电磁半连续铸造工艺，该方法能制得锭坯直径为300-650mm。随着航空航天和国防军工等领域对大尺寸结构件的需求日益增加，直径为300～650mm的镁合金锭坯已不满足航空航天和国防军工的领域更大尺寸结构件的需求。目前还未见报导直径在650～800mm的aq80m镁合金超大锭坯，主要归因于传统半连续铸造工艺在生产直径650～800mm的aq80m镁合金锭坯时，存在易开裂、冷隔深等制备难题，制备难度高。

3、因此，提供一种直径在650～800mm的高品质aq80m镁合金超大锭坯的制备工艺，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种aq80m镁合金超大锭坯及其制备方法和应用，本发明提供的制备方法可以获得直径650～800mm、长度1500～4500mm、成分稳定均匀、表面光滑、内部无裂纹的高品质aq80m镁合金超大锭坯。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种aq80m镁合金超大锭坯的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将合金原料熔化后依次进行扒渣和精炼，得到合金熔液；

5、(2)将所述步骤(1)得到的合金熔液进行半连续浇铸，得到aq80m镁合金超大锭坯；

6、所述半连续浇铸包括依次进行的一段半连续浇铸和二段半连续浇铸；

7、所述一段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为10～20hz，低频电流为80～100ma，拉锭速度为10～20mm/min，冷却水强度为25～38m3/h；所述一段半连续浇铸得到的拉锭的长度为100～500mm；

8、所述二段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为15～25hz，低频电流为90～120ma，拉锭速度为20～35mm/min，冷却水强度为38～50m3/h；所述aq80m镁合金超大锭坯的直径为650～800mm。

9、优选地，所述步骤(1)中合金原料包括高纯镁锭、高纯铝锭、高纯锌锭、mncl2颗粒、mg-re中间合金、mg-ca中间合金和高纯银。

10、优选地，所述步骤(1)中熔化的方式为：先将高纯镁锭熔化，然后依次加入高纯铝锭、高纯锌锭、mncl2颗粒、mg-re中间合金、mg-ca中间合金和高纯银。

11、优选地，所述步骤(1)中精炼的温度为700～780℃，精炼的时间为5～20min。

12、优选地，所述步骤(1)中精炼的方式为熔体底部通入氩气进行搅拌精炼。

13、优选地，所述步骤(2)中半连续浇铸在装配有励磁线圈的结晶器中进行。

14、优选地，所述步骤(2)中半连续浇铸的气氛为sf6+co2混合气氛。

15、优选地，按质量百分比计，所述步骤(2)中aq80m镁合金超大锭坯的成分为：al：7.5～9.0％、ag：0.02～0.80％、zn：0.35～0.55％、mn：0.05～0.30％、re：0.01～0.10％、ca：0.001～0.020％、fe≤0.02％、si≤0.05％、cu≤0.02％、ni≤0.001％和余量的mg。

16、本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的aq80m镁合金超大锭坯。

17、本发明提供了上述技术方案所述aq80m镁合金超大锭坯在航空航天、国防军工和交通运输领域中的应用。

18、本发明提供了一种aq80m镁合金超大锭坯的制备方法，包括以下步骤：

19、(1)将合金原料熔化后依次进行扒渣和精炼，得到合金熔液；(2)将所述步骤(1)得到的合金熔液进行半连续浇铸，得到aq80m镁合金超大锭坯；所述半连续浇铸包括依次进行的一段半连续浇铸和二段半连续浇铸；所述一段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为10～20hz，低频电流为80～100ma，拉锭速度为10～20mm/min，冷却水强度为25～38m3/h；所述一段半连续浇铸得到的拉锭的长度为100～500mm；所述二段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为15～25hz，低频电流为90～120ma，拉锭速度为20～35mm/min，冷却水强度为38～50m3/h；所述aq80m镁合金超大锭坯的直径为650～800mm。本发明通过引入电磁场降低熔体凝固结晶时从边部到心部的横向温度梯度，改善镁液的流动，减小液穴深度；通过夹杂物的控制，充分搅拌，以及电磁频率、低频电流、浇铸温度、拉锭速度和冷却水强度的范围调控和合理搭配，获得直径650～800mm、长度1500～4500mm、成分稳定均匀、表面光滑、内部无裂纹的高品质aq80m镁合金超大锭坯。实施例的结果显示，采用本发明提供的制备方法制备得到的aq80m镁合金超大锭坯表面无开裂现象以及缺陷，而未采用分段控制时，在半连续浇铸至镁合金拉锭的长度为200mm时，出现开裂的爆响，经冷却后取出观察，发现沿浇铸方向出现贯穿整个铸锭的纵向裂纹，浇铸直径φ715mm的aq80m镁合金铸锭失败。

技术特征：

1.一种aq80m镁合金超大锭坯的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中合金原料包括高纯镁锭、高纯铝锭、高纯锌锭、mncl2颗粒、mg-re中间合金、mg-ca中间合金和高纯银。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中熔化的方式为：先将高纯镁锭熔化，然后依次加入高纯铝锭、高纯锌锭、mncl2颗粒、mg-re中间合金、mg-ca中间合金和高纯银。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中精炼的温度为700～780℃，精炼的时间为5～20min。

5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中精炼的方式为熔体底部通入氩气进行搅拌精炼。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中半连续浇铸在装配有励磁线圈的结晶器中进行。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中半连续浇铸的气氛为sf6+co2混合气氛。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，按质量百分比计，所述步骤(2)中aq80m镁合金超大锭坯的成分为：al：7.5～9.0％、ag：0.02～0.80％、zn：0.35～0.55％、mn：0.05～0.30％、re：0.01～0.10％、ca：0.001～0.020％、fe≤0.02％、si≤0.05％、cu≤0.02％、ni≤0.001％和余量的mg。

9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的aq80m镁合金超大锭坯。

10.权利要求9所述aq80m镁合金超大锭坯在航空航天、国防军工和交通运输领域中的应用。

技术总结
本发明提供了一种AQ80M镁合金超大锭坯及其制备方法和应用，属于镁合金半连续铸造领域。本发明将合金原料熔化后依次进行扒渣和精炼，然后进行半连续浇铸，得到AQ80M镁合金超大锭坯；所述半连续浇铸为一段半连续浇铸和二段半连续浇铸；一段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为10～20HZ，低频电流为80～100mA，拉锭速度为10～20mm/min，冷却水强度为25～38m<supgt;3</supgt;/h；二段半连续浇铸的参数包括：温度为640～660℃，电磁场频率为15～25HZ，低频电流为90～120mA，拉锭速度为20～35mm/min，冷却水强度为38～50m<supgt;3</supgt;/h。

技术研发人员：刘楚明,陈鑫,刘焕哲,唐铭浩,刘波,高永浩,蒋树农,万迎春
受保护的技术使用者：湖南镁宇科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21