本發(fā)明涉及一種鋁及鋁合金低壓鑄造方法，屬于鋁及鋁合金鑄造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低壓鑄造過程中鋁合金的變質(zhì)處理方法。

背景技術(shù)

鋁是有色金屬中最常用的金屬，而鋁合金由于其密度小、比強度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能優(yōu)越等一系列優(yōu)點被廣泛應(yīng)用在交通運輸、機械及航空航天等領(lǐng)域。

鋁合金變質(zhì)劑分為單一變質(zhì)劑和復(fù)合變質(zhì)劑。sr變質(zhì)劑具有變質(zhì)效果好、維持時間長和操作簡單無污染等優(yōu)點，因而較其它變質(zhì)劑發(fā)展迅速。但同時，sr元素的化學(xué)性質(zhì)活潑，容易氧化，隨著熔體保溫時間的延長，sr元素將不斷被氧化燒損，且sr元素的存在增加了熔體的吸氣傾向，導(dǎo)致合金致密性下降。

對于鑄造來說，采用sr變質(zhì)劑的鋁合金進行長時間澆注時，鑄件中容易產(chǎn)生針孔缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對低壓鑄造澆注過程長的特點，采用一種鋁合金變質(zhì)處理方法，以解決生產(chǎn)過程中因sr變質(zhì)劑的加入長時間澆注帶來的鑄件針孔缺陷問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種低壓鑄造過程中鋁合金的變質(zhì)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、熔煉鋁液：將200kg鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400～500℃，并保溫0.5h；

(2)、細化處理：將上一步驟中的爐料升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的al-ti-b晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣；

(3)、變質(zhì)處理：除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，在低壓澆注升液階段引入0.007～0.01%含量的sr變質(zhì)劑；

(4)、泄壓取件：低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。

對上述方案的進一步改進，鋁合金錠采用a356.0，各元素含量分別為：si6.5%～7.5%，fe0～0.2%，cu0～0.2%，mn0～0.1%，mg0.25%～0.45%，zn0～0.1%，ti0～0.2%，雜質(zhì)元素每種不超過0.05%，總量不超過0.15%，余量是al。

對上述方案的進一步改進，步驟3中sr變質(zhì)劑的含量為0.01%。

對上述方案的進一步改進，步驟2中的除氣時間為30min。

對上述方案的進一步改進，sr變質(zhì)劑需預(yù)制成需要的形狀，澆注時變質(zhì)劑夾在兩片過濾網(wǎng)：第一過濾網(wǎng)和第二過濾網(wǎng)之間并放置在升液管管口處。

有益效果：

1.在低壓鑄造升液過程中引入sr變質(zhì)劑，每個工作循環(huán)添加0.01%含量的sr變質(zhì)劑。

2.經(jīng)0.01%sr含量變質(zhì)處理的a356.0合金熱處理后的抗拉強度為282mpa，屈服強度為200mpa，伸長率為9.1%，較未加入sr變質(zhì)劑及0.007%含量sr變質(zhì)劑的鋁合金性能均有明顯提升。

3.采用此變質(zhì)處理方法生產(chǎn)的鑄件經(jīng)x-ray檢驗未見針孔缺陷。

附圖說明

圖1是sr變質(zhì)劑的放置形式示意圖。

圖2是實施例1鑄件的金相組織。

圖3是實施例2鑄件的金相組織。

圖4是實施例3鑄件的金相組織。

圖5是各細化變質(zhì)處理鋁合金的機械性能。

具體實施方式

下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

一種低壓鑄造過程中鋁合金的變質(zhì)處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、熔煉鋁液：將200kg鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400～500℃，并保溫0.5h；

(2)、細化處理：將上一步驟中的爐料升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的al-ti-b晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣；

(3)、變質(zhì)處理：除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，在低壓澆注升液階段引入0.007～0.01%含量的sr變質(zhì)劑；

(4)、泄壓取件：低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。

對上述方案的進一步改進，鋁合金錠采用a356.0，各元素含量分別為：si6.5%～7.5%，fe0～0.2%，cu0～0.2%，mn0～0.1%，mg0.25%～0.45%，zn0～0.1%，ti0～0.2%，雜質(zhì)元素每種不超過0.05%，總量不超過0.15%，余量是al。

對上述方案的進一步改進，步驟3中sr變質(zhì)劑的含量為0.01%。

對上述方案的進一步改進，步驟2中的除氣時間為30min。

對上述方案的進一步改進，sr變質(zhì)劑需預(yù)制成需要的形狀，澆注時變質(zhì)劑夾在兩片過濾網(wǎng)：第一過濾網(wǎng)1和第二過濾網(wǎng)2之間并放置在升液管管口處。

如圖1-5所示，實施例1：

(1)將200kga356.0鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400～500℃，并保溫0.5h；

(2)升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的al-ti-b晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣，除氣時間為30min。

(3)除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，此例中不加入變質(zhì)劑。

(4)低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。

實施例2：

(1)將200kga356.0鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400～500℃，并保溫0.5h。

(2)升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的al-ti-b晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣，除氣時間為30min。

(3)除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，在低壓澆注升液階段引入0.007%含量的sr變質(zhì)劑。

(4)低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。

實施例3：

(1)將200kga356.0鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400～500℃，并保溫0.5h。

(2)升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的al-ti-b晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣，除氣時間為30min。

(3)除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，在低壓澆注升液階段引入0.01%含量的sr變質(zhì)劑。

(4)低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。

對各實施例制得的鑄件熱處理后的同一位置進行取樣，所得金相組織如圖2、圖3和圖4所示?？梢钥吹轿刺砑觭r變質(zhì)劑時，共晶硅相未得到細化，呈長條狀分散在共晶組織中。添加0.007%含量的sr變質(zhì)劑時，共晶硅相開始出現(xiàn)細化，但細化不完全，呈點狀或棒狀分散在共晶組織中。添加0.01%含量的sr變質(zhì)劑時，共晶硅細化完全，呈點狀均勻分散在共晶組織中。

進一步測試各試樣的抗拉強度、屈服強度和延伸率，所得結(jié)果如圖5所示。如圖5可知，采用此變質(zhì)處理方法，能顯著提升鋁合金的各項力學(xué)性能，擴展了sr變質(zhì)劑在鋁合金低壓鑄造中的應(yīng)用范圍。

對各實施例制得的鑄件進行x-ray檢測，均未發(fā)現(xiàn)鑄件存在針孔缺陷。

本發(fā)明的低壓鑄造方法，主要將模盤上的空氣抽成真空，通過壓力差將鋁液壓入結(jié)晶器，然后通過排放孔和流槽液面的調(diào)節(jié)實現(xiàn)水平液面的鑄造，減小了鑄造液面的壓力差，又可通過排放孔的氣壓調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)結(jié)晶高度。本發(fā)明保持了傳統(tǒng)的熱頂和氣滑鑄造的優(yōu)勢，而且改善了鑄件表面質(zhì)量，減小了組織上的偏析,詳情可見以下對比圖3與圖4。另外，可調(diào)節(jié)的結(jié)晶高度實現(xiàn)一個結(jié)晶器滿足不同牌號的需求，減小了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率和擠壓制品的質(zhì)量。

最后所應(yīng)說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照實例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明提供了一種低壓鑄造過程中鋁合金的變質(zhì)處理方法，包括以下步驟：(1)、熔煉鋁液：將200kg鋁合金錠加入至電阻坩堝爐內(nèi)的石墨坩堝中，通電預(yù)熱至400℃～500℃，并保溫0.5h；(2)、細化處理：將上一步驟中的爐料升高溫度至720～750℃，待爐料完全熔化后，加入含量為0.3%的Al?Ti?B晶粒細化劑，并通入純度為99.99%的氬氣進行旋轉(zhuǎn)除氣；(3)、變質(zhì)處理：除氣扒渣操作完成后，進行低壓澆注，在低壓澆注升液階段引入0.01%含量的Sr變質(zhì)劑；(4)、泄壓取件：低壓澆注循環(huán)完成后，泄壓取出鑄件，進行下一澆注循環(huán)。采用此變質(zhì)處理方法生產(chǎn)的鑄件經(jīng)X?ray檢驗未見針孔缺陷。

技術(shù)研發(fā)人員：陳瑞強;安慶賀

受保護的技術(shù)使用者：鷹普航空零部件（無錫）有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2018.08.02

技術(shù)公布日：2018.12.11