本發明屬于鋁合金熔鑄技術領域，具體涉及7150鋁合金扁錠熔鑄工藝。
背景技術：
7150合金是目前航空工業使用量最大的Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金之一。該合金除具有很高的強度外，還具有較高的斷裂韌性、較好的抗腐蝕性能、優良的抗疲勞損傷能力。目前國內鋁加工企業在生產包括7150在內的高端航空用鋁合金方面還處于起步階段，只能小批量生產大規格、高性能航空用鋁合金，無法滿足中國航空工業尤其是大飛機項目對高性能鋁合金的需求。由于現有階段工藝的不成熟，需要對7150鋁合金扁錠生產工藝進行研究和改進。有鑒于此，本發明的目的是提供一種7150鋁合金扁錠的生產工藝，采用該方法所鑄鋁合金扁錠晶粒度好、夾渣量少，疏松度少，表面光滑、無偏析瘤，成材率高，可進行大批量生產，從而滿足中國航空工業尤其是大飛機項目對高性能鋁合金的需求。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，改進現有工藝的不足，為航空工業提供高品質鋁合金材料，為實現上述目的，其技術方案如下：
一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，由以下步驟組成：
配料：根據原材料進行稱量計算，按照如下質量分數進行配料：Si：＜0.12％，Fe：＜0.15％，Cu：1.9-2.5％，Mn：＜0.1％，Mg：2.0-2.7％，Zn：5.9-6.9％％，Ti≤0.06％，余量為Al。
熔煉：熔化過程中嚴格控制熔化溫度為725～765℃。待鋁液全部熔化后，啟動電磁攪拌器攪拌30min，確保合金熔體成分和溫度均勻性；鋁液溫度升至730℃以上時，進行人工攪拌，攪拌均勻后用四氯化碳對熔體進行預精煉，降低熔體中渣含量、氫含量和堿金屬含量。
取樣分析及轉爐：預精煉完成后靜置20min取樣分析，待成分合適且溫度達到730℃時轉爐，轉爐時保溫爐爐膛溫度必須要保證在750℃。
保溫爐內鋁液的精煉：采用高純氬氣載六氯乙烷與無鈉精煉劑混合粉末對鋁合金熔體進行噴粉精煉，精煉時間不少于20min。精煉完成后靜置20min并扒渣、取樣，對熔體化學成分進行爐前快速檢測，成分合格后開始鑄造。
鑄造：鋁熔體通過低液位鋁合金扁錠鑄造機鑄造成型，鑄造速度和冷卻水水流量隨+造時間的變化而變化，具體為：第0—90s，鑄造速度為6mm/min，冷卻水流量為420L/min；第90—150s，鑄造速度為10mm/min，冷卻水流量為480L/min；第160—480s，鑄造速度為20mm/min，冷卻水流量為700L/min；第480—630s，鑄造速度為23mm/min，冷卻水流量為800L/min；第630s以后，鑄造速度恒為27mm/min，冷卻水流量恒為900L/min；鑄造溫度為685～695℃，冷卻水溫度為25℃，除氣箱轉子轉速為350mm/min，在線細化過程中細化劑添加量增加了質量分數為0.01％的Ti。
退火：鑄造后的鋁合金鑄錠進行均勻化退火和冷卻程序后即可制得成品鋁合金扁錠。
本發明的有益效果：1、本發明對熔化溫度、精煉方法進行優化設置，有效減少了熔體中非金屬渣含量、氫含量和堿金屬含量。2、本發明采用電磁攪拌裝置對熔體進行攪拌，保證了熔體溫度和熔體成分的均勻性，有效減少了合金成分偏析，保證了合金成分的均勻性。3、采用“階梯式”(即不同階段采用不同工藝參數，具體為鑄造過程中，不同時間段控制不同的鑄造速度和冷卻水水量)鑄造工藝，避免了鑄造裂紋和羽毛晶的產生。提高了一次成材率。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細描述。
一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，由以下步驟組成：
(1)配料：按照如下質量分數進行配料：Si：＜0.12％，Fe：＜0.15％，Cu：1.9-2.5％，Mn：＜0.1％，Mg：2.0-2.7％，Zn：5.9-6.9％％，Ti≤0.06％，余量為Al。
(2)熔煉：熔化過程中嚴格控制熔化溫度為735℃。待鋁液全部熔化后，啟動電磁攪拌器攪拌30min，確保合金熔體成分和溫度均勻性；鋁液溫度升至730℃以上時，進行人工攪拌，攪拌均勻后用四氯化碳對熔體進行預精煉，降低熔體中渣含量、氫含量和堿金屬含量。
(3)取樣分析及轉爐：預精煉完成后靜置20min取樣分析，待成分合適且溫度達到730℃時轉爐，轉爐時保溫爐爐膛溫度必須要保證在750℃。
(4)保溫爐內鋁液的精煉：采用高純氬氣載六氯乙烷與無鈉精煉劑混合粉末對鋁合金熔體進行噴粉精煉，精煉時間不少于20min。精煉完成后靜置20min并扒渣、取樣，對熔體化學成分進行爐前快速檢測，成分合格后開始鑄造。
(5)鑄造：鋁熔體通過低液位鋁合金扁錠鑄造機鑄造成型，鑄造速度和冷卻水水流量隨鑄造時間的變化而變化，具體為：第0—90s，鑄造速度為6mm/min，冷卻水流量為420L/min；第90—150s，鑄造速度為10mm/min，冷卻水流量為480L/min；第160—480s，鑄造速度為20mm/min，冷卻水流量為700L/min；第480—630s，鑄造速度為23mm/min，冷卻水流量為800L/min；第630s以后，鑄造速度恒為27mm/min，冷卻水流量恒為900L/min；鑄造溫度為685～695℃，冷卻水溫度為25℃，除氣箱轉子轉速為350mm/min，在線細化過程中細化劑添加量增加了質量分數為0.01％的Ti。
(6)退火：將鑄造后的鋁合金鑄錠進行均勻化退火和冷卻程序后即可制得成品鋁合金扁錠。
在成品上任取一試片進行低倍、高倍組織、表面質量檢測，檢測結果如下：
低倍組織：在低倍試片上沒有發現夾渣、裂紋、羽毛晶等缺陷，鑄錠晶粒度小于一級。
高倍組織：在高倍照片中未見晶間疏松缺陷，鑄錠內部疏松缺陷小于一級。
表面質量檢測：表面光亮，無裂紋、無偏析瘤。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，但是本領域的普通技術人員對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。