一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金的制作方法

一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟：A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線細化、在線除氣和在線過濾，得到在線處理產物；C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7xxx鋁合金；所述鑄造的速度為15～25mm/min；所述7xxx鋁合金包括以下質量分數的組分：0～2.6％的Cu，0～0.6％的Mn，1.1～3.0％的Mg，0～0.3％的Cr元素，4.4～8％的Zn，0～0.06％的Ti、0-0.0009％的Be、0～0.25％的Zr和余量的Al。本發明提供一種7xxx鋁合金。
【專利說明】 一種7xxx紹合金的熱頂鑄造工藝及其紹合金

【技術領域】
[0001]本發明屬于金屬材料【技術領域】，尤其涉及一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝及其招合金。

【背景技術】
[0002]鋁合金是以鋁為基體元素的合金總成，主要包括的合金元素由銅、硅、鎂、鋅、錳，還包括鎳、鐵、鈦、鉻、鋰等合金元素。鋁合金的密度低，但強度比較高，接近或超過優質鋼，塑性好，可加工成各種型材，具有優良的導電性、導熱性和抗蝕性，是在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學工業中應用最廣泛的一類有色金屬材料，其使用量僅次于鋼。
[0003]通常屈服強度500MPa以上的鋁合金被稱為超高強度鋁合金，他們是以AL-Zn-Mg-Cu系和Al-Zn-Mg系為主的可熱處理強化的鋁合金，自上世紀中葉以來，為了提高Al-Zn-Mg系鋁合金的力學性能，并解決高鋅、高鎂鋁合金中嚴重存在的應力腐蝕問題，國外在該類招合金中添加Cu、Cr、Mn等元素，由此產生了一系列的新型AL-Zn-Mg-Cu超硬鋁合金。由于它具有高的比強度和硬度、良好的熱加工性、優良的焊接性能、高斷裂韌度，以及高抗應力腐蝕能力等優點而廣泛應用于航空航天領域，并成為這個領域中重要的材料之
O
[0004]但是，現有的7xxx鋁合金普通鑄造錠坯的探傷合格率較低，僅為80%左右，致使整體的生產成本提高。


【發明內容】

[0005]本發明的目的在于提供一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝及其鋁合金，本發明提供的熱頂鑄造工藝制造的7XXX鋁合金的鑄造錠坯的探傷合格率較高，能夠達到97?99%。
[0006]本發明提供一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟:
[0007]A)將Cu源，Mn源，Mg源，Cr源，Zn源，Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；
[0008]B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；
[0009]C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金；所述鑄造的速度為15?25mm/min ；
[0010]所述7XXX招合金包括以下質量分數的組分:0?2.6%的Cu,O?0.6%的Mn,
1.1 ?3.0%的]\%，0 ?0.3%的 Cr 元素，4.4 ?8%的 Zn，O ?0.06%的 T1、0_0.0009%的Be,O?0.25%的Zr和余量的Al。
[0011]優選的，所述熔煉爐氣的溫度為800?1050°C。
[0012]優選的，所述步驟A)具體包括以下步驟:
[0013]將Cu源，Mn源，Cr源，Zn源，Ti源、Zr源和Al源進行熔煉，待熔體全部融化后，加入Mg源和Be源，進行熔煉，得到熔煉物。
[0014]優選的，所述在線除氣的溫度為715?725°C ；
[0015]所述在線除氣的氣體流速為25?35L/min。
[0016]優選的，所述在線細化采用Al-5Ti_B絲進行。
[0017]優選的，所述鑄造的速度為18?22mm/min。
[0018]優選的，所述鑄造的溫度為730?760°C。
[0019]優選的，所述鑄造過程中冷卻水的流量為14?30m3/h。
[0020]優選的，當所述鑄造的長度在Omm?300mm之間時,所述鑄造過程中冷卻水的流量為 14 ?16m3/h ；
[0021]當所述鑄造的長度> 300mm時,將所述鑄造過程中冷卻水的流量以(lm3/h)/50_的速度增加，直到所述冷卻水的流量達到28?30m3/h。
[0022]本發明還提供如上述技術方案所述的熱頂鑄造工藝制得的7XXX鋁合金。
[0023]本發明提供了一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟:A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金；所述鑄造的速度為15?25mm/min ;所述7XXX招合金包括以下質量分數的組分:0?2.6%的Cu,O?0.6%的Mn, 1.1?3.0% 的 Mg，O ?0.3% 的 Cr 元素，4.4 ?8% 的 Zn，O ?0.06% 的 T1、0_0.0009% 的 Be、0 ?
0.25%的Zr和余量的Al。本發明提供的熱頂鑄造工藝采用了較低的鑄造速度，以減小鑄錠的中心裂紋傾向，而且，鑄錠也不會出現嚴重冷隔產生橫向裂紋，提高了鑄錠成型率，并且，本發明在鑄造前對合金進行了細化，提高了鑄錠內部冶金質量，結果表明，采用本發明提供的熱頂鑄造工藝得到的7XXX鋁合金的探傷合格率在97?99%，鑄錠晶粒度為I級。

【具體實施方式】
[0024]本發明提供了一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟:A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金；所述鑄造的速度為15?25mm/min ;所述7XXX招合金包括以下質量分數的組分:0?2.6%的Cu, O?0.6%的Mn, 1.1?3.0% 的 Mg，O ?0.3% 的 Cr 元素，4.4 ?8% 的 Zn，O ?0.06% 的 T1、0_0.0009% 的 Be、0 ?
0.25%的Zr和余量的Al。
[0025]本發明提供的熱頂鑄造工藝得到的7XXX鋁合金的探傷合格率較高，能夠達到97 ?99%。
[0026]本發明將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；本發明優選將在熔煉爐中進行所述熔煉，本發明優選在裝爐前先在所述熔煉爐中撒入二號溶劑將Cu源，Mn源，Cr源，Zn源，Ti源、Zr源和Al源裝入熔煉爐中，進行熔煉，當熔體軟化下榻化平后，向爐內撒入二號溶劑粉，待上述爐料全部熔化，熔體溫度達到720?740°C時，加入的Mg源和Be源，加完后采用二號溶劑粉進行覆蓋，攪拌后熔煉，得到熔煉物。
[0027]在裝爐時，原則上應按從小到大的順序進行，即將先裝小塊料，再裝大塊料，同時將熔點高的中間合金裝在中上層，易燒損的金屬裝在中層。
[0028]在本發明中，所述Cu在所用的原料中的質量分數為O?2.6%，更優選為O?
2.3%，最優選為O?1.8% ;本發明優選采用純Cu板進行所述熔煉，所述純Cu板中Cu的質量分數彡99.95%。
[0029]在本發明中，所述Mn在所用的原料中的質量分數為O?0.6%，更優選為O?0.5%，最優選為O?0.4% ;本發明優選采用Al-Mn中間合金進行所述熔煉，所述Al-Mn中間合金中Mn的質量分數優選為14?16%，更優選為15%。
[0030]在本發明中，所述Cr在所用的原料中的質量分數為O?0.3%，優選為O?0.2%；本發明優選采用Al-Cr中間合金進行所述熔煉，所述Al-Cr中間合金中Cr的質量分數優選為3?5%，更優選為4%。
[0031 ] 在本發明中，所述Zn在所用的原料中的質量分數為4.4?8 %，優選為5?7%，更優選為5.5?6.5% ;本發明優選采用純鋅錠進行所述熔煉，所述純鋅錠中Zn的質量分數優選> 99.99%。
[0032]在本發明中，所述Ti在所用的原料中的質量分數為O?0.06 %，優選為O?0.03% ;所述Ti可以細化晶粒和防止鑄錠裂紋，本發明優選采用Al-Ti中間合金進行所述熔煉，所述Al-Ti中間合金中Ti的質量分數優選為3?5%，更優選為4 %。
[0033]在本發明中，所述Zr在所用的原料中的質量分數為O?0.25%，優選為O?
0.15% ;本發明優選采用Al-Zr中間合金進行所述熔煉，所述Al-Zr中間合金中Zr的質量分數優選為3?5 %，更優選為4 %。
[0034]在本發明中，所述Mg在所用的原料中的質量分數為1.1?3.0%，優選為
1.5?2.5% ;本發明優選采用純Mg錠進行所述熔煉,所述純Mg錠中Mg的質量分數優選彡 99.95%。
[0035]在本發明中，所述Be的質量分數為0-0.0009 %
[0036]在本發明中，所述Al在所用的原料中的質量分數與其他組分的質量分數之和為100%，本發明優選采用純Al錠進行所述熔煉，所述純Al錠中，Al的質量分數優選彡 99.7%。
[0037]在本發明中，所述二號溶劑粉為市售產品，每次的使用量優選為上述原料總量的0.5?2%，更優選為1%。
[0038]在本發明中，所述7xxx合金包括牌號為7A04的鋁合金，7A05鋁合金，7A09鋁合金，7050鋁合金和7085鋁合金，不同牌號的鋁合金所含的化學成分以及化學成分的含量有所不同，如，以質量分數計，在7A04鋁合金中，含1.7 %的Cu、0.4%的Mg、2.3 %的Mg、
0.15%的Cr、6.0%的Ζη、0.02的Ti和余量的Al ;在7A05鋁合金中，含0.25%的Mn、1.4%的Mg、0.12%的Cr、4.7%的Ζη、0.03%的11、0.12的Zr和余量的Al ;在7么09鋁合金中，含
1.6%的Cu,2.5%的Mg、。.22%的Cr,5.6%的Zn和余量的Al ;在7050鋁合金中，含2.3%的Cu,2.3%的Mg、6.2%的Zn,0.02%的Ti,0.12%的Zr和余量的Al ;在7085鋁合金中，含 1.7%的 Cu、l.7%的 Mg、7.6%的 Ζη、0.12%的 Zr 和余量的 Al。
[0039]在本發明中，所述熔煉過程中熔煉的爐膛溫度優選為800?1050°C，更優選為900?1000°C，所述熔煉中熔體的溫度優選為600?770°C，更優選為650?750°C;所述熔煉的時間優選為20?60min，更優選為30?50min。
[0040]完成所述熔煉后，本發明優選對得到的熔體進行取樣，以便對熔體成分進行分析，然后根據上述各成分的含量要求進行相應的成分調整，所述調整的方法為本領域技術人員熟知的方法。具體的，根據送檢結果決定是否沖淡或者補料，沖淡或者補料按量按以下公式進行:
[0041]若生產7A04鋁合金鑄錠長度4200mm，I次鑄造4根，考慮氧化燒損5%，鑄錠規格Φ650，該合金密度為2800kg/m3，則計算出總的投料量=π Χ0.652/4X4.2Χ4Χ (1+5% )X2800 ^ 17400kg。
[0042]以Cu元素為例,如果Cu元素爐前分析值為1.3%,需補到1.6%,
[0043]則需補含量40% 的 Al-Cu 中間合金重量=17400 X (1.6%-l.3%)/40%^ 130kg
[0044]如果Cu元素爐前分析值2.1 %，需沖淡到1.9%，
[0045]則需沖淡用的AL99.70 錠總量=17400X (2.1% -1.9% )/1.9%^ 180kg
[0046]注意補料或者沖淡前，應適當提高熔體溫度至750°C以上，且加入的金屬或者中間合金應干燥，防止放炮等事故。
[0047]本發明優選在爐門中間熔體進行取樣，并在取樣后采用所述二號溶劑粉進行覆至JHL ο
[0048]完成成分調整后，本發明優選采用精煉管進行爐內氬氣精煉，所述精煉的時間優選為15?30min，更優選為20min，所述精煉的溫度優選為730?750°C，更優選為740°C ；所述精煉時氣泡的高度不應超過80mm。
[0049]完成所述精煉后，本發明優選將熔體進行靜置，得到熔煉物，所述靜置的時間優選^ 25min。
[0050]得到熔煉物后，本發明將所述熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物。在本發明中，所述在線除氣優選采用雙轉子除氣精煉裝置，所述精煉用氣的流量優選為25?35L/min，更優選為30L/min ;所述精煉的溫度優選為715?725°C，更優選為720°C ;所述轉子的轉速優選為290?310rpm，更優選為295?305rpm。
[0051]在本發明中，所述在線過濾優選采用單級30ppi陶瓷過濾板進行過濾；所述在線細化優選采用Al-5T1-B絲。
[0052]完成在線處理后，本發明將得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金，在本發明中，所述鑄造的速度為14?25mm/min,優選為15?24mm/min ;因為有適當高度的保溫帽保溫，因此，本發明可以采用很低的鑄造速度進行鑄造，以減小中心裂紋傾向，鑄錠也不會出現嚴重冷隔產生橫向裂紋。所述鑄造的溫度優選為730?760°C，更優選為740?750°C;所述鑄造過程中冷卻水的流量優選為15?30m3/h。在本發明中，所述鑄造開始的時候，所述鑄造速度優選為14?16mm/min,更優選為15mm/min,所述冷卻水流量優選為14?16m3/h,更優選為15m3/h ;當鑄造長度達到300mm后,將所述鑄造速度以(lmm/min)/50mm的速度增加，直至所述鑄造速度達到24?26mm/min,更優選為25mm/min ;所述冷卻水的流量以(lm3/h)/50mm、的速度增加(即鑄造的長度達到300mm后，鑄造長度每增加50mm，水流量增加lm3/h)，直到所述冷卻水的流量達到28?30m3/h。本發明采用逐漸加強的水冷方法，由于一次水冷較弱，液穴較淺，不容易產生中心裂紋鑄錠，二次水冷相對加強，冷卻速度大大提高，使得得到的鋁合金鑄錠內部組織致密，提高了鑄錠成型率和內部冶金質量。
[0053]本發明優選在澆口部液體尚有1/3時停水，當澆口部馬上要脫離結晶器時停車，完成所述鑄造。
[0054]完成所述鑄造后，本發明優選對得到的鑄錠進行退火，以去除應力，所述退火的溫度優選為350?450°C，更優選為380?420°C ;所述退火的時間優選為6?10小時，更優選為7?9小時。
[0055]完成退火后，本發明優選對所述退火得到的鋁合金鑄錠進行后處理，所述后處理包括鑄錠鋸切、加工和檢測，所述后處理可根據實際的生產需要進行處理，本發明不做特殊的限定。
[0056]本發明還提供了一種7XXX鋁合金，按照上述技術方案所述的熱頂鑄造工藝制備得到。具體的，本發明可按照上述技術方案所述的工藝制備得到規格為Φ650的7XXX鋁合金。
[0057]本發明按照GB/T 6519-2013變形鋁、鎂合金產品超聲波檢驗方法對本發明得到的7XXX鋁合金進行了探傷檢測，結果表明，本發明提供的7XXX鋁合金的探傷合格率為97 ?99%。
[0058]本發明按照GB/T 3246.1-2000變形鋁及鋁合金制品顯微組織檢驗方法對本發明得到的7XXX鋁合金進行了晶粒度檢測，結果表明，本發明提供的7XXX鋁合金的晶粒度為I級。
[0059]本發明提供了一種7xxx鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟:A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物；B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線除氣、在線過濾和在線細化，得到在線處理產物；C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金；所述鑄造的速度為15?25mm/min ;所述7XXX招合金包括以下質量分數的組分:0?2.6%的Cu, O?0.6%的Mn, 1.1?
3.0% 的 Mg，O ?0.3% 的 Cr 元素，4.4 ?8% 的 Zn，O ?0.06% 的 T1、0_0.0009% 的 Be、0 ?0.25%的Zr和余量的Al。本發明提供的熱頂鑄造工藝采用了較低的鑄造速度，以減小鑄錠的中心裂紋傾向，而且，鑄錠也不會出現嚴重冷隔產生橫向裂紋，提高了鑄錠成型率，并且，本發明在鑄造前對合金進行了細化，提高了鑄錠內部冶金質量，結果表明，采用本發明提供的熱頂鑄造工藝得到的7XXX鋁合金的探傷合格率在97?99%，鑄錠晶粒度為I級。
[0060]另外，由于本發明采用了逐漸加強的水冷方法，一次水冷較弱，液穴較淺，不容易產生中心裂紋鑄錠，二次水冷相對加強，冷卻速度大大提高，內部組織致密；由于取消了浮漂漏斗實現了同水平鑄造，大大減少了氧化膜夾渣、光晶、化合物等低倍缺陷，從而極大地提高了本發明熱頂鑄造工藝鑄錠成型率和內部冶金質量。
[0061]根據公司合金鍛件生產數據統計，西南鋁熔鑄生產線7XXX合金鍛件圓錠坯年產量3000噸。若全采用熱頂鑄造方式生產，夾渣、光晶、化合物等低倍冶金缺陷廢品將大為減少；生產有氧化膜、疏松特殊要求制品時在在線凈化設備配置合理且凈化工藝正常條件下，其氧化膜試片檢測合格率可達99%以上；生產有探傷要求的特殊制品時探傷合格率可達到90%以上。
[0062]1、直接創效，降低成本:
[0063]按7XXX合金熱頂圓錠生產A類鍛件A級探傷合格率97%計算，采用7xxx合金熱頂圓錠生產A類A級探傷鍛件多產出7XXX合金成品鍛件=7xxx合金A類A探熱頂圓錠坯投鍛件產量X (7xxx合金熱頂鑄造A類A探鍛件探傷合格率-年7XXX合金普通鑄造A類A探鍛件探傷合格率)
[0064]= 222.557 噸 X (97% -79.44% ) = 222.557X 17.56%= 39.081 噸
[0065]鍛造廠7XXX合金A類A探鍛件加工成本1.2萬元/噸,錠還成品原材料成本價14560+5000元/噸，廢品折原材料成本價12860元/噸，則7xxx合金Φ650圓錠熱頂鑄造技術推廣應用降低成本、直接創效為:
[0066]=多產出的鍛件X(鍛造加工成本+原材料投料成本損失)
[0067]= 39.081 噸 X (12000+14560+5000-12860)元 / 噸
[0068]= 730814 元?73 萬元
[0069]2、間接增效創利
[0070]隨著國內航空業的發展，合金鍛件市場需求大，供不應求，因此，7XXX合金Φ650圓錠熱頂鑄造技術推廣應用，預計每年可多產出7xxx合金合格鍛件=3000噸X (97% -84.31% ) = 380.7噸，間接增加了公司經濟效益，7xxx合金A級探傷鍛件價格按市場均價6萬元/噸計算，公司毛利潤按2.8萬元/噸(未沖減公司管理費用)計算，間接增效創利為:
[0071]= 380.7 噸 X2.8 萬元 / 噸=1065.96 萬元
[0072]3、社會效益
[0073]本發明提供的7XXX系合金圓鑄錠熱頂鑄造工藝，將進一步縮短我國在熔鑄技術方面與發達國家的差距，可在西南鋁鍛件錠坯熔鑄機組中推廣，推廣應用到中鋁西南鋁圓鑄錠熔鑄生產線，生產出的高質量鑄錠，將滿足國內對大飛機材料的急切需要，有望實現航空材料7xxx系大部分合金制品國產化,降低7xxx系航空材料高價國外采購生產成本,有助于增強國內大飛公司產品市場競爭力。
[0074]為了進一步說明本發明，以下結合實施例對本發明提供的一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝進行詳細描述，但不能將其理解為對本發明保護范圍的限定。
[0075]在以下實施例中，所用的原材料符合以下要求:
[0076]重熔鋁錠:A1 ^ 99.7% ;重熔鎂錠:Mg彡99.95% ；電解銅:Cu彡99.95% ;鋅錠=Zn 彡 99.99 % ;中間合金:Al_15Mn，Al-4Cr, Α1-4Τ?, Al-4Zr, Al_3Be:上述中間合金中，Fe、Si彡0.6%，其他彡0.1%。Al-1OFe =Si彡0.6%，其他彡0.1%。在線細化:Α1-5Τ?-ΒΦ9.5mm 絲。
[0077]所用的輔助材料符合以下要求:
[0078]液氬:純度彡99.98%, H2O ( 1ppm, [H2] ( 5ppm，[02] ( 1ppm ；2# 熔劑:工業級；在線過濾:30ppi陶瓷過濾板。
[0079]合金配料時應合理搭配使用低鐵硅鋁錠和本身一級廢料，高精鋁錠用量> 50%,一級廢料用量要求< 30%，配料時要求原材料表面清潔干凈，銅、鎂、鋅元素直接以純金屬配料，其他以中間合金配料。
[0080]實施例1
[0081]生產鑄錠長度4200mm、鑄錠規格為Φ650的7A04鋁合金。I次鑄造4根，考慮氧化燒損5%，該合金密度為2800kg/m3，則計算出總的投料量=Ji X0.652/4X4.2X4X (1+5% ) X2800 ^ 17400kg。
[0082]在熔煉爐中均勻撒入40kg的2#溶劑粉，然后將296kg純Cu板、464kgAl_Mn中間合金、653kgAl-Cr中間合金、1044kg純Zn錠、87kgAl-Ti中間合金和14457kgAL錠按從小到大的順序進行裝爐，即將先裝小塊料，再裝大塊料，同時將熔點高的中間合金裝在中上層，易燒損的金屬裝在中層。熔煉爐的爐膛溫度控制在< 1050°C，熔體溫度控制在< 770°C，當熔體軟化下塌及化平后，向爐內均勻撒入80kg的2#熔劑粉，并適時攪拌金屬。
[0083]爐料全部熔化完后，熔體溫度達到730°C左右時加入400kg Mg錠和5.2kg的Al-Be中間合金。加入過程及加完后用54kg2#熔劑粉覆蓋,使用量以完全覆蓋住為準。加完后應進行徹底攪拌，并將溫度調整穩定在740°C左右，約過20分鐘后進行爐前取樣。
[0084]取樣必須在爐門中間熔體進行，根據爐前快速分析結果和上述技術方案中的控制要求進行成分調整。
[0085]成分調整完成后，采用精煉管進行爐內氬氣精煉，精煉時間20分鐘，精煉溫度740°C左右，精煉時氣泡高度不應超過80mm。
[0086]精煉完成后應進行靜置，靜置時間至少25分鐘。
[0087]將靜置后的熔體采用雙轉子除氣精煉裝置進行在線除氣，精煉用氣量為30L/min，精煉溫度為720±5°C，轉子轉速為300±5rpm ;然后采用單級30ppi陶瓷過濾板進行在線過濾，更換過濾板時要求檢查過濾板的完整性，并保證安裝到位，小心放上配重物，并進行適當烘烤；然后按照1.5kg/t的量加入Al-5T1-B絲，進行在線細化。
[0088]完成在線處理后，將熔體進行鑄造，鑄造溫度為730°C，鑄造開始時，鑄造起車速度為15mm/min，冷卻水流量為15m3/h，待鑄造長度達到300mm以后，將鑄造速度以(lmm/min)/50mm的增量調整至25mm/min,將冷卻水流量以(lm3/h)/50mm的增量調整至30m3/h。
[0089]鑄造收尾時當澆口部液體尚有1/3時停水，當澆口部馬上要脫離結晶器時停車，嚴禁將水滴到澆口部。
[0090]鑄造完成后，在360°C下退火8小時，然后對鑄錠進行相應的進行鋸切，鋸切澆口部和底部均約350mm，得到7A04鋁合金。
[0091]本發明按照上述技術方案對本發明得到的7A04鋁合金進行探傷檢測，結果表明，本實施例得到的7A04鋁合金的探傷合格率為99%。
[0092]實施例2
[0093]生產鑄錠長度4200mm、鑄錠規格為Φ650的7A05鋁合金。I次鑄造4根，考慮氧化燒損5%，該合金密度為2800kg/m3，則計算出總的投料量=Ji X0.652/4X4.2X4X (1+5% ) X2800 ^ 17400kg。
[0094]在熔煉爐中均勻撒入40kg的2#溶劑粉，然后將290kgAl_Mn中間合金、522kgAl-Cr中間合金、818kg純Zn錠、131kgAl_Ti中間合金、522kg Al-Zr中間合金和14874kgAL錠按從小到大的順序進行裝爐，即將先裝小塊料，再裝大塊料，同時將熔點高的中間合金裝在中上層，易燒損的金屬裝在中層。熔煉爐的爐膛溫度控制在< 1050°C，熔體溫度控制在< 770°C，當熔體軟化下塌及化平后，向爐內均勻撒入80kg的2#熔劑粉，并適時攪拌金屬。
[0095]爐料全部熔化完后，熔體溫度達到730°C左右時加入244kg Mg錠和5.2kg的Al-Be中間合金。加入過程及加完后用2#熔劑粉54kg覆蓋,使用量以完全覆蓋住為準。加完后應進行徹底攪拌，并將溫度調整穩定在740°C左右，約過20分鐘后進行爐前取樣。
[0096]取樣必須在爐門中間熔體進行，根據爐前快速分析結果和上述技術方案中的控制要求進行成分調整。
[0097]成分調整完成后，采用精煉管進行爐內氬氣精煉，精煉時間20分鐘，精煉溫度740°C左右，精煉時氣泡高度不應超過80mm。
[0098]精煉完成后應進行靜置，靜置時間至少25分鐘。
[0099]將靜置后的熔體采用雙轉子除氣精煉裝置進行在線除氣，精煉用氣量為30L/min，精煉溫度為720±5°C，轉子轉速為300±5rpm ;然后采用單級30ppi陶瓷過濾板進行在線過濾，更換過濾板時要求檢查過濾板的完整性，并保證安裝到位，小心放上配重物，并進行適當烘烤；然后按照2.5kg/t的量加入Al-5T1-B絲，進行在線細化。
[0100]完成在線處理后，將熔體進行鑄造，鑄造溫度為750°C，鑄造開始時，鑄造起車速度為15mm/min，冷卻水流量為15m3/h，待鑄造長度達到300mm以后，將鑄造速度以(lmm/min)/50mm的增量調整至25mm/min,將冷卻水流量以(lm3/h)/50mm的增量調整至30m3/h。
[0101]鑄造收尾時當澆口部液體尚有1/3時停水，當澆口部馬上要脫離結晶器時停車，嚴禁將水滴到澆口部。
[0102]鑄造完成后，在360°C下退火8小時，然后對鑄錠進行相應的進行鋸切，鋸切澆口部和底部均約350mm，得到7A04鋁合金。
[0103]本發明按照上述技術方案對本發明得到的7A04鋁合金進行探傷檢測，結果表明，本實施例得到的7A05鋁合金的探傷合格率為97%。
[0104]實施例3
[0105]生產鑄錠長度4200mm、鑄錠規格為Φ650的7A09鋁合金。I次鑄造4根，考慮氧化燒損5%，該合金密度為2800kg/m3，則計算出總的投料量=Ji X0.652/4X4.2X4X (1+5% ) X2800 ^ 17400kg。
[0106]在熔煉爐中均勻撒入40kg的2#溶劑粉，然后將278kg純Cu板、957kgAl_Cr中間合金、974kg純Zn錠、87kgAl-Ti中間合金和14668kgAL錠按從小到大的順序進行裝爐，即將先裝小塊料，再裝大塊料，同時將熔點高的中間合金裝在中上層，易燒損的金屬裝在中層。熔煉爐的爐膛溫度控制在< 1050°C，熔體溫度控制在< 770°C，當熔體軟化下塌及化平后，向爐內均勻撒入80kg的2#熔劑粉，并適時攪拌金屬。
[0107]爐料全部熔化完后，熔體溫度達到730°C左右時加入435kg Mg錠和5.2kg的Al-Be中間合金。加入過程及加完后用2#熔劑粉54kg覆蓋,使用量以完全覆蓋住為準。加完后應進行徹底攪拌，并將溫度調整穩定在740°C左右，約過20分鐘后進行爐前取樣。
[0108]取樣必須在爐門中間熔體進行，根據爐前快速分析結果和上述技術方案中的控制要求進行成分調整。
[0109]成分調整完成后，采用精煉管進行爐內氬氣精煉，精煉時間20分鐘，精煉溫度740°C左右，精煉時氣泡高度不應超過80mm。
[0110]精煉完成后應進行靜置，靜置時間至少25分鐘。
[0111]將靜置后的熔體采用雙轉子除氣精煉裝置進行在線除氣，精煉用氣量為30L/min，精煉溫度為720±5°C，轉子轉速為300±5rpm ;然后采用單級30ppi陶瓷過濾板進行在線過濾，更換過濾板時要求檢查過濾板的完整性，并保證安裝到位，小心放上配重物，并進行適當烘烤；然后按照1.5kg/t的量加入Al-5T1-B絲，進行在線細化。
[0112]完成在線處理后，將熔體進行鑄造，鑄造溫度為760°C，鑄造開始時，鑄造起車速度為15mm/min，冷卻水流量為15m3/h，待鑄造長度達到300mm以后，將鑄造速度以(lmm/min)/50mm的增量調整至25mm/min,將冷卻水流量以(lm3/h)/50mm的增量調整至30m3/h。
[0113]鑄造收尾時當澆口部液體尚有1/3時停水，當澆口部馬上要脫離結晶器時停車，嚴禁將水滴到澆口部。
[0114]鑄造完成后，在360°C下退火8小時，然后對鑄錠進行相應的進行鋸切，鋸切澆口部和底部均約350mm，得到7A04鋁合金。
[0115]本發明按照上述技術方案對本發明得到的7A04鋁合金進行探傷檢測，結果表明，本實施例得到的7A09鋁合金的探傷合格率為97%。
[0116]由以上實施例可以看出，本發明提供的7XXX系鋁合金的熱頂鑄造工藝能夠提高合金的鑄錠成型率和探傷合格率。
[0117]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種7XXX鋁合金的熱頂鑄造工藝，包括以下步驟: A)將Cu源、Mn源、Mg源、Cr源、Zn源、Ti源、Be源、Zr源和Al源進行熔煉，得到熔煉物； B)將所述步驟A)得到的熔煉物依次進行在線細化、在線除氣和在線過濾，得到在線處理產物； C)將所述步驟B)得到的在線處理產物進行鑄造，得到7XXX鋁合金；所述鑄造的速度為 15 ?25mm/min ； 所述7XXX招合金包括以下質量分數的組分:0?2.6%的Cu, O?0.6%的Mn, 1.1?3.0% 的 Mg，O ?0.3% 的 Cr 元素，4.4 ?8% 的 Zn，O ?0.06% 的 T1、0_0.0009% 的 Be、0 ?0.25%的Zr和余量的Al。
2.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述熔煉的爐氣溫度為800?1050 O。
3.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述步驟A)具體包括以下步驟: 將Cu源，Mn源，Cr源，Zn源，Ti源、Zr源和Al源進行熔煉，待爐料全部融化后,加入Mg源和Be源，進行熔煉，得到熔煉物。
4.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述在線除氣的溫度為715?725 0C ； 所述在線除氣的氣體流速為25?35L/min。
5.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述在線細化采用Al-5T1-B絲進行。
6.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述鑄造的速度為18?22mm/min0
7.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述鑄造的溫度為730?760。。。
8.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，所述鑄造過程中冷卻水的流量為 14 ?30m3/ho
9.根據權利要求1所述的熱頂鑄造工藝，其特征在于，當所述鑄造的長度在Omm?300mm之間時,所述鑄造過程中冷卻水的流量為14?16m3/h ； 當所述鑄造的長度> 300mm時,將所述鑄造過程中冷卻水的流量以(lm3/h)/50mm的速度增加，直到所述冷卻水的流量達到28?30m3/h。
10.如權利要求1?9任意一項所述的熱頂鑄造工藝制得的7XXX鋁合金。
【文檔編號】C22C1/02GK104404323SQ201410762703
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】刁文武, 姚勇, 王劍 申請人:西南鋁業（集團）有限責任公司