CN111455230A - 一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 - Google Patents
一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111455230A CN111455230A CN202010310692.5A CN202010310692A CN111455230A CN 111455230 A CN111455230 A CN 111455230A CN 202010310692 A CN202010310692 A CN 202010310692A CN 111455230 A CN111455230 A CN 111455230A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminum
- casting
- aluminum alloy
- aluminum liquid
- cooling
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 84
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 58
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 40
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 14
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 12
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 9
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 6
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N aluminum copper Chemical compound [Al].[Cu] WPPDFTBPZNZZRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005112 continuous flow technique Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000008234 soft water Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/02—Alloys based on aluminium with silicon as the next major constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
- B22D11/003—Aluminium alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/009—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of work of special cross-section, e.g. I-beams, U-profiles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/045—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for horizontal casting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/22—Controlling or regulating processes or operations for cooling cast stock or mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D43/00—Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/06—Obtaining aluminium refining
- C22B21/066—Treatment of circulating aluminium, e.g. by filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/02—Refining by liquating, filtering, centrifuging, distilling, or supersonic wave action including acoustic waves
- C22B9/023—By filtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/05—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ
- C22B9/055—Refining by treating with gases, e.g. gas flushing also refining by means of a material generating gas in situ while the metal is circulating, e.g. combined with filtration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高性能梯形铝合金材料,成分按重量百分比为:硅Si 7.4~7.5%,铁Fe≤0.12%,铜Cu0.42~0.46,镁Mg0.4~0.45%,钛Ti0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。生产方法如下:添加同成分冷料,比例为熔炼炉容量的15~20%,再加入电解铝液配料,通过电磁搅拌处理达到铝液成分均匀,依次加入合金材料,通过精炼、除气箱、过滤箱环节得到纯净铝溶液,通过天平调控达到水平式铸造,铝液的调控量与铸造机的转速相匹配,合理分配冷却方式、冷却水流量和压力,在结晶器冷却区域形成从液体到结晶的最佳状态,保证梯形铝合金晶粒度。本发明产品成分均匀、强度高、晶粒度细腻、针孔度一级、氢含量低、杂质少,综合提高了合金产品的力学性能。
Description
一、技术领域:
本发明涉及一种高性能梯形铝合金材料的组成成分及其生产方法,广泛应用于生产汽车轮毂用材料,通过精炼、除气、过滤、采用水平式铸造方式及康迪纽斯-普罗佩兹铸造单元先进的冷却工艺,有效提高产品的强度和性能稳定性,使产品具备表面光亮、晶粒度细腻、针孔度一级、氢含量低等优点。
二、背景技术:
目前用于轮毂行业的铸造铝合金产品存在针孔多、成分和性能不均匀、内部疏松等缺陷,质量的不稳定无法达到合格的行业标准,导致成品出现晶粒粗大、针孔、杂质多等缺陷,大幅降低了轮毂的强度和使用寿命。
随着汽车轮毂产品的广泛应用,特别是高端铝合金新材料的不断涌现,对产品的质量提出了更高的要求,优质的汽车用轮毂料产品的应用将得到快速发展,市场需求也将随之逐步扩大。
三、发明内容:
本发明所要解决的技术问题是:克服现有生产工艺的不足,提供一种成分均匀、内部组织致密、无夹杂物、晶粒细腻、针孔度一级、无明显团聚缺陷的高性能梯形铝合金材料及其生产方法,来满足市场以及企业的需求。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是:
一种高性能梯形铝合金材料,该材料的组成成分按重量百分比为:硅Si 7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
所述的高性能梯形铝合金材料的生产方法,其步骤如下:
A、先加入同成分冷料,添加量为炉子容量15~20%,再加入电解铝液配料,电解铝液中Fe≤0.07%,Si≤0.04%,开启电磁搅拌同时升温,让冷料融化达到成分均匀的混合熔液;
B、当温度达到750℃以上时,撒入一定量的打渣剂,开启电磁搅拌30~40分钟,然后对铝液表面进行扒渣处理;
C、依次按照质量配比要求计算加入3303金属硅、铝铜合金、镁锭、钛剂;
D、熔体合金化:铝液温度控制在780±30℃,开启电磁搅拌30~40分钟;
E、捞渣:将铝液表面的浮渣清理干净;
F、取样化验:在熔炼炉三个不同位置分别取样品,采用光谱直读法分析;
G、成分调整——补料或冲淡,使原料化学成分按重量百分比达到下列要求:硅Si 7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝;
H、导炉:将制备好的铝液导入静置炉内,导炉温度760~775℃;
I、精炼:加入一定量的精炼剂,精炼时间35~40分钟;
J、静置、除渣:精炼结束后静置30~40分钟,然后清理铝液表面铝渣,开始倾翻静置炉准备铸造;
K、除气:铝液经过除气箱进行除气工序,惰性气体通过石墨转子的空心轴进入溶体中,通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布,根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣,气体流量2~2.5m³/h;
L、过滤:采用50目过滤板对铸造铝液进行过滤除渣;
M、铸造:采用康迪纽斯-普罗佩兹铸造机,当铝液流经中间包和小浇包时,通过天平调控达到水平式铸造,铸造单元的结晶轮、张紧轮、压紧轮、副张紧轮通过电机和动力的带动使结晶器和钢带形成一个密闭的空腔,铝液的调控量与铸造机的转速匹配,使在铸造过程中铝液填充满结晶器和钢带结合的腔体,保证梯形铝合金的质量,铸造温度为680~700℃;
N、冷却:结晶轮内、外、两侧四个区域的冷却量呈月牙型,四个区域的冷却量根据传递热量载体的厚度和材质调控,冷却水呈扇形冷却结晶器,避免疏松、缩孔等质量缺陷,冷却水压力300Kpa、温度30℃;
O、剪切:梯形铝合金成型后在自动剪区域进行剪切,并将梯形铝合金摆放成捆;
P、成品取样:随机取成品锭两块,一块采用光谱只读法分析,另一块进行产品断口组织检验;
Q、产品包装:将符合要求的成品锭采用塑钢带进行包装;
R、将符合要求的成品锭产品入库、出厂。
在步骤“B”中,所述打渣剂的加入量为步骤“A”中混合熔液质量的0.2~0.5%;在步骤“I”中,所述精炼剂的加入量为步骤“H”中铝液质量的0.5~0.8%。
在步骤“M”中,所述水平式铸造是铝液流经小浇包依据小浇包设计原理和天平的调控达到水平流入结晶器的效果,这样就减少因落差造成的氧化皮等杂质卷入铝液内部;在步骤“N”中,通过铸造单元冷却水的冷却,使铝液在结晶器内凝固形成梯形铝合金,在结晶器出口处安装有剃锭装置将梯形铝合金和结晶器进行分离,铝液在不断续流的过程中,结晶器内部的铝液通过外侧冷却效果持续形成固液面的结合,这样就实现了连续铸造;根据冷却区域铝液接触结晶器和钢带材质和尺寸的不同,调整内、外、两侧区域的冷区强度,使梯形铝合金结晶的过程中受到均匀的冷却量,避免疏松、锁孔等现象,冷却水温度控制在30℃,结晶器的内、外、两侧四个冷却区域的前7个冷却喷嘴关闭,避免造成结晶过渡期间第一和第二阶段极冷现象,确保梯形铝合金晶粒度,另外四个区域的冷却量调配均匀,使形成梯形梯形铝合金的四个表面温度一致,达到强度均匀、性能稳定。
本发明生产出来的高性能梯形铝合金材料的各种参数如下:
硅Si 7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
产品规格:横截面积3343mm²。
铸造方式:水平式铸造。
冷却方式:铝液流入结晶器内,结晶器内、外、两侧四个区域通过软水均匀冷却。
产品外观:表面光滑光洁、无飞边毛刺、夹渣、腐蚀、油污等。
断口组织:晶粒均匀细腻,针孔度一级,无夹杂物等缺陷。
本发明通过采用水平式铸造方式以及康迪纽斯-普罗佩兹铸造单元先进的冷却工艺,生产出来的高性能梯形铝合金材料,成分均匀、强度高、晶粒度细腻、针孔度一级、氢含量低、杂质少,综合提高了合金产品的力学性能。
本发明通过采用电磁搅拌达到成分均匀的铝溶体,生产过程中采用除气箱、过滤设备有效去除铝液内部的氢气、杂质,达到较纯净的铝溶体。依据康迪纽斯-普罗佩兹铸造机的特性,控制铸造单元冷却水的压力、流量、冷却方式,经过结晶器形成梯形的铝合金梯形铝合金。产品的主要技术指标为:水平式铸造、四个区域均匀冷却结晶器形成梯形梯形铝合金,产品表面要求光洁、无飞边毛刺、夹渣、腐蚀、油污等;断口组织:晶粒均匀细腻,针孔度一级,强度均匀、无夹杂物缺陷。
本发明能产生的积极效果是:
1、采用熔炼炉生产效率高,电磁搅拌使成分均匀化,通过对溶体的除渣、精炼处理使铝液更加洁净,能够提高生产效率。
2、生产过程中通过在线除气、过滤环节,有效降低铝液内部的氢含量、杂质对提高产品内部质量减少针孔度、夹渣现象提供保障。
3、铸造单元利用CONTINUUS-PROPERZI(康迪纽斯-普罗佩兹)铸造机先进的生产技术,通过采用水平式铸造方法减少因铝液的落差产生新的杂质,合理调整冷却水压力、温度与速度的匹配,在形成梯形铝合金过程中通过调整不同区域的冷却量控制晶核形成,达到晶粒度细腻,强度均匀,组织致密,表面光亮,是具有高性能汽车轮毂梯形铝合金材料的最佳生产方法。
4、经本发明生产方法所生产出来的用于汽车轮毂梯形铝合金材料,由于本发明采用合理的成分配比、电磁搅拌、水平式铸造方式,可调控冷却量的工艺使其产品质量组织更加致密、无夹杂物,性能稳定、表面光滑清洁,优于其它厂家生产的用于汽车轮毂用铝合金材料,专用于高端汽车轮毂铝合金材料的生产。
四、具体实施方式:
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细、清楚地描述,但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例1:一种高性能梯形铝合金材料,其组成成分按重量百分比为:硅Si 7.4%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42,镁Mg 0.4%,钛Ti 0.1%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
上面所述的高性能梯形铝合金材料的生产方法,其步骤如下:
A、先加入同成分冷料,添加量为炉子容量15~20%,再加入电解铝液配料,电解铝液中Fe≤0.07%,Si≤0.04%,开启电磁搅拌同时升温,让冷料融化达到成分均匀的混合熔液;
B、当温度达到750℃以上时,撒入一定量的打渣剂,开启电磁搅拌30~40分钟,然后对铝液表面进行扒渣处理;
C、依次按照质量配比要求计算加入3303金属硅、铝铜合金、镁锭、钛剂;
D、熔体合金化:铝液温度控制在780±30℃,开启电磁搅拌30~40分钟;
E、捞渣:将铝液表面的浮渣清理干净;
F、取样化验:在熔炼炉三个不同位置分别取样品,采用光谱直读法分析;
G、成分调整——补料或冲淡,使原料化学成分按重量百分比达到下列要求:硅Si7.4%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42,镁Mg 0.4%,钛Ti 0.1%,杂质总含量<0.02%,余量为铝;
H、导炉:将制备好的铝液导入静置炉内,导炉温度760~775℃;
I、精炼:加入一定量的精炼剂,精炼时间35~40分钟;
J、静置、除渣:精炼结束后静置30~40分钟,然后清理铝液表面铝渣,开始倾翻静置炉准备铸造;
K、除气:铝液经过除气箱进行除气工序,惰性气体通过石墨转子的空心轴进入溶体中,通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布,根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣,气体流量2~2.5m³/h;
L、过滤:采用50目过滤板对铸造铝液进行过滤除渣;
M、铸造:采用康迪纽斯-普罗佩兹铸造机,当铝液流经中间包和小浇包时,通过天平调控达到水平式铸造,铸造单元的结晶轮、张紧轮、压紧轮、副张紧轮通过电机和动力的带动使结晶器和钢带形成一个密闭的空腔,铝液的调控量与铸造机的转速匹配,使在铸造过程中铝液填充满结晶器和钢带结合的腔体,保证梯形铝合金的质量,铸造温度为680~700℃;
N、冷却:结晶轮内、外、两侧四个区域的冷却量呈月牙型,四个区域的冷却量根据传递热量载体的厚度和材质调控,冷却水呈扇形冷却结晶器,避免疏松、缩孔等质量缺陷,冷却水压力300Kpa、温度30℃;
O、剪切:梯形铝合金成型后在自动剪区域进行剪切,并将梯形铝合金摆放成捆;
P、成品取样:随机取成品锭两块,一块采用光谱只读法分析,另一块进行产品断口组织检验;
Q、产品包装:将符合要求的成品锭采用塑钢带进行包装;
R、将符合要求的成品锭产品入库、出厂。
在步骤“B”中,所述打渣剂的加入量为步骤“A”中混合熔液质量的0.2~0.5%;在步骤“I”中,所述精炼剂的加入量为步骤“H”中铝液质量的0.5~0.8%。
在步骤“M”中,所述水平式铸造是铝液流经小浇包依据小浇包设计原理和天平的调控达到水平流入结晶器的效果,这样就减少因落差造成的氧化皮等杂质卷入铝液内部;在步骤“N”中,通过铸造单元冷却水的冷却,使铝液在结晶器内凝固形成梯形铝合金,在结晶器出口处安装有剃锭装置将梯形铝合金和结晶器进行分离,铝液在不断续流的过程中,结晶器内部的铝液通过外侧冷却效果持续形成固液面的结合,这样就实现了连续铸造;根据冷却区域铝液接触结晶器和钢带材质和尺寸的不同,调整内、外、两侧区域的冷区强度,使梯形铝合金结晶的过程中受到均匀的冷却量,避免疏松、锁孔等现象,冷却水温度控制在30℃,结晶器的内、外、两侧四个冷却区域的前7个冷却喷嘴关闭,避免造成结晶过渡期间第一和第二阶段极冷现象,确保梯形铝合金晶粒度,另外四个区域的冷却量调配均匀,使形成梯形梯形铝合金的四个表面温度一致,达到强度均匀、性能稳定。
经本发明生产方法所生产出来高性能梯形铝合金材料,应用于汽车轮毂的生产上,由于本发明采用合理的成分配比、电磁搅拌、水平式铸造方式,4个区域冷却量的调整使其内部组织更加致密、无夹杂物,表面光滑清洁,优于其它厂家生产的用于汽车轮毂行业铝合金材料,专用于高端铝合金材料的生产。
实施例2:本实施例的生产方法和实施例1基本相同,相同之处不重述,不同之处在于:一种高性能梯形铝合金材料,其组成成分按重量百分比为:硅Si 7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.46,镁Mg 0.45%,钛Ti 0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
实施例3:本实施例的生产方法和实施例1基本相同,相同之处不重述,不同之处在于:一种高性能梯形铝合金材料,其组成成分按重量百分比为:硅Si 7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高性能梯形铝合金材料,其特征在于,该材料的组成成分按重量百分比为:硅Si7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝。
2.根据权利要求1所述的高性能梯形铝合金材料的生产方法,其步骤如下:
A、先加入同成分冷料,添加量为熔炼炉容量15~20%,再加入电解铝液配料,电解铝液中Fe≤0.07%,Si≤0.04%,开启电磁搅拌同时升温,让冷料融化达到成分均匀的混合熔液;
B、当温度达到750℃以上时,撒入一定量的打渣剂,开启电磁搅拌30~40分钟,然后对铝液表面进行扒渣处理;
C、依次按照质量配比要求计算加入3303金属硅、铝铜合金、镁锭、钛剂;
D、熔体合金化:铝液温度控制在780±30℃,开启电磁搅拌30~40分钟;
E、捞渣:将铝液表面的浮渣清理干净;
F、取样化验:在熔炼炉三个不同位置分别取样品,采用光谱直读法分析;
G、成分调整——补料或冲淡,使原料化学成分按重量百分比达到下列要求:硅Si 7.4~7.5%,铁Fe ≤0.12%,铜Cu 0.42~0.46,镁Mg 0.4~0.45%,钛Ti 0.1~0.15%,杂质总含量<0.02%,余量为铝;
H、导炉:将制备好的铝液导入静置炉内,导炉温度760~775℃;
I、精炼:加入一定量的精炼剂,精炼时间35~40分钟;
J、静置、除渣:精炼结束后静置30~40分钟,然后清理铝液表面铝渣,开始倾翻静置炉准备铸造;
K、除气:铝液经过除气箱进行除气工序,惰性气体通过石墨转子的空心轴进入溶体中,通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布,根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣,气体流量2~2.5m³/h;
L、过滤:采用50目过滤板对铸造铝液进行过滤除渣;
M、铸造:采用康迪纽斯-普罗佩兹铸造机,当铝液流经中间包和小浇包时,通过天平调控达到水平式铸造,铸造单元的结晶轮、张紧轮、压紧轮、副张紧轮通过电机和动力的带动使结晶器和钢带形成一个密闭的空腔,铝液的调控量与铸造机的转速匹配,使在铸造过程中铝液填充满结晶器和钢带结合的腔体,保证梯形铝合金的质量,铸造温度为680~700℃;
N、冷却:结晶轮内、外、两侧四个区域的冷却量呈月牙型,四个区域的冷却量根据传递热量载体的厚度和材质调控,冷却水呈扇形冷却结晶器,避免疏松、缩孔等质量缺陷,冷却水压力300Kpa、温度30℃;
O、剪切:梯形铝合金成型后在自动剪区域进行剪切,并将梯形铝合金摆放成捆;
P、成品取样:随机取成品锭两块,一块采用光谱只读法分析,另一块进行产品断口组织检验;
Q、产品包装:将符合要求的成品锭采用塑钢带进行包装;
R、将符合要求的成品锭产品入库、出厂。
3.根据权利要求2所述的高性能梯形铝合金材料的生产方法,其特征在于:在步骤“B”中,所述打渣剂的加入量为步骤“A”中混合熔液质量的0.2~0.5%;在步骤“I”中,所述精炼剂的加入量为步骤“H”中铝液质量的0.5~0.8%。
4.根据权利要求2所述的高性能梯形铝合金材料的生产方法,其特征在于:在步骤“M”中,所述水平式铸造是铝液流经小浇包依据小浇包设计原理和天平的调控达到水平流入结晶器的效果,这样就减少因落差造成的氧化皮等杂质卷入铝液内部;在步骤“N”中,通过铸造单元冷却水的冷却,使铝液在结晶器内凝固形成梯形铝合金,在结晶器出口处安装有剃锭装置将梯形铝合金和结晶器进行分离,铝液在不断续流的过程中,结晶器内部的铝液通过外侧冷却效果持续形成固液面的结合,这样就实现了连续铸造;根据冷却区域铝液接触结晶器和钢带材质和尺寸的不同,调整内、外、两侧区域的冷区强度,使梯形铝合金结晶的过程中受到均匀的冷却量,避免疏松、锁孔等现象,冷却水温度控制在30℃,结晶器的内、外、两侧四个冷却区域的前7个冷却喷嘴关闭,避免造成结晶过渡期间第一和第二阶段极冷现象,确保梯形铝合金晶粒度,另外四个区域的冷却量调配均匀,使形成梯形梯形铝合金的四个表面温度一致,达到强度均匀、性能稳定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010310692.5A CN111455230B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010310692.5A CN111455230B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111455230A true CN111455230A (zh) | 2020-07-28 |
| CN111455230B CN111455230B (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=71675484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010310692.5A Active CN111455230B (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111455230B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112743044A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-04 | 上海蓝铸特种合金材料有限公司 | 一种超细晶粒度高温合金叶轮的精密铸造方法 |
| CN115627373A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-20 | 南通众福新材料科技有限公司 | 一种高性能铝合金材料的生产工艺 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07216486A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-15 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高圧鋳造用アルミニウム合金 |
| JPH07242975A (ja) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Hitachi Metals Ltd | 気密性に優れたアルミニウム合金鋳物 |
| JPH1036933A (ja) * | 1996-07-25 | 1998-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 鋳物電線部品 |
| CN2381418Y (zh) * | 1999-07-22 | 2000-06-07 | 鼎天科技股份有限公司 | 四轮式连续浇铸机 |
| CN101791684A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-08-04 | 云南铝业股份有限公司 | 轮带式铸造生产a356铝合金的方法及设备 |
| CN102294447A (zh) * | 2010-06-22 | 2011-12-28 | 李言聪 | 圆型铸坯轮带式连铸机 |
| CN102303057A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-01-04 | 大连交通大学 | 一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法 |
| CN203956038U (zh) * | 2014-08-04 | 2014-11-26 | 伊东新(德阳)线缆设备有限公司 | 四轮式水平连续浇铸机 |
| CN106480342A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-08 | 河南中孚铝合金有限公司 | 一种具有耐热特性的铝合金杆材及其生产方法 |
| CN108085545A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 河南中孚铝合金有限公司 | 电脑硬盘驱动臂用铝合金圆铸锭及其生产方法 |
| CN110923515A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 河南中孚技术中心有限公司 | 一种具有晶粒细化特性的铝合金材料及其生产方法 |
-
2020
- 2020-04-20 CN CN202010310692.5A patent/CN111455230B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07216486A (ja) * | 1994-01-26 | 1995-08-15 | Mitsubishi Alum Co Ltd | 高圧鋳造用アルミニウム合金 |
| JPH07242975A (ja) * | 1994-03-03 | 1995-09-19 | Hitachi Metals Ltd | 気密性に優れたアルミニウム合金鋳物 |
| JPH1036933A (ja) * | 1996-07-25 | 1998-02-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 鋳物電線部品 |
| CN2381418Y (zh) * | 1999-07-22 | 2000-06-07 | 鼎天科技股份有限公司 | 四轮式连续浇铸机 |
| CN101791684A (zh) * | 2010-03-16 | 2010-08-04 | 云南铝业股份有限公司 | 轮带式铸造生产a356铝合金的方法及设备 |
| CN102294447A (zh) * | 2010-06-22 | 2011-12-28 | 李言聪 | 圆型铸坯轮带式连铸机 |
| CN102303057A (zh) * | 2011-09-19 | 2012-01-04 | 大连交通大学 | 一种金属的连续铸造连续挤压设备及生产方法 |
| CN203956038U (zh) * | 2014-08-04 | 2014-11-26 | 伊东新(德阳)线缆设备有限公司 | 四轮式水平连续浇铸机 |
| CN106480342A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-03-08 | 河南中孚铝合金有限公司 | 一种具有耐热特性的铝合金杆材及其生产方法 |
| CN108085545A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-29 | 河南中孚铝合金有限公司 | 电脑硬盘驱动臂用铝合金圆铸锭及其生产方法 |
| CN110923515A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-03-27 | 河南中孚技术中心有限公司 | 一种具有晶粒细化特性的铝合金材料及其生产方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112743044A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-04 | 上海蓝铸特种合金材料有限公司 | 一种超细晶粒度高温合金叶轮的精密铸造方法 |
| CN115627373A (zh) * | 2022-09-08 | 2023-01-20 | 南通众福新材料科技有限公司 | 一种高性能铝合金材料的生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111455230B (zh) | 2021-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103146961B (zh) | 汽车轮毂用合金锭及其生产方法 | |
| MXPA06011720A (es) | Aleacion maestra para uso en la modificacion de aleaciones de cobre y metodo de fundicion que la utiliza. | |
| CN113649415A (zh) | 一种高强度铝合金焊丝制备工艺 | |
| CN112430767B (zh) | 一种大规格空心铸锭及铸锭方法 | |
| CN112831697A (zh) | 一种高强度无粗晶铝合金及其制备方法和应用 | |
| CN1253593C (zh) | 大直径铝合金圆铸锭的生产工艺 | |
| CN101379205A (zh) | 用于半固态金属铸造的原料黄铜合金 | |
| CN111455230B (zh) | 一种高性能梯形铝合金材料及其生产方法 | |
| CN108411167B (zh) | 一种利用再生废杂铝材料熔铸高品质轿车发动机用铸锭的工艺 | |
| CN114231802A (zh) | 锻造铝合金轮毂用稀土铝合金棒材及其制备方法 | |
| CN105238971B (zh) | 铝合金及铝合金产品的制备方法 | |
| CN112921213A (zh) | 一种无菌包装用超低针孔数铝箔坯料及其制备工艺 | |
| CN115679160A (zh) | 一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料及其制备方法 | |
| CN117107124A (zh) | 一种低碳铝硅铸造合金及其制备方法 | |
| CN115488296A (zh) | 一种铝合金铸锭和铝合金铸锭的制备方法 | |
| CN109234588A (zh) | 一种环保的高强度易切削铝合金及其制备方法 | |
| CN111575533A (zh) | 一种锌铝合金圆锭及其制备方法与应用、锌铝合金材料 | |
| JP2000001731A (ja) | 過共晶Al−Si系合金ダイカスト部材及びその製造方法 | |
| JPH0517845A (ja) | 過共晶アルミニウム−シリコン系合金粉末およびその製造方法 | |
| CN114472841B (zh) | 压铸铝合金及其制备方法、转子端盖前驱体 | |
| CN101384740B (zh) | 用于半固态金属铸造的原料铝-青铜合金 | |
| CN115927926B (zh) | 一种高塑性车体结构铝合金及其制备方法 | |
| CN112030046A (zh) | 一种用于制造手机边框的铝合金材料 | |
| CN111378855A (zh) | 一种新型AlSi30的制造工艺方法 | |
| CN116179905B (zh) | 一种大规格高性能的Al-Mg-Zn铝合金圆铸锭及其铸造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |