[go: up one dir, main page]

CN109207758B - 一种铝合金工件熔炼铸造工艺 - Google Patents

一种铝合金工件熔炼铸造工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN109207758B
CN109207758B CN201811224449.0A CN201811224449A CN109207758B CN 109207758 B CN109207758 B CN 109207758B CN 201811224449 A CN201811224449 A CN 201811224449A CN 109207758 B CN109207758 B CN 109207758B
Authority
CN
China
Prior art keywords
melt
aluminum alloy
casting
smelting
workpiece
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.)
Active
Application number
CN201811224449.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109207758A (zh
Inventor
张平娟
江龙
陈雪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SUZHOU ALUTECH AUTO PARTS Co.,Ltd.
Original Assignee
Suzhou Alutech Auto Parts Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Alutech Auto Parts Co ltd filed Critical Suzhou Alutech Auto Parts Co ltd
Priority to CN201811224449.0A priority Critical patent/CN109207758B/zh
Publication of CN109207758A publication Critical patent/CN109207758A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109207758B publication Critical patent/CN109207758B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

一种铝合金工件熔炼铸造方法，包括熔炼‑精练‑除气除渣‑装配模具‑铸造‑脱模‑热处理‑加工的步骤，其中通过除气除渣中旋转喷吹的设置，能够减少制备铝合金工件的针孔，提高其气密性，保证铸造铝合金的质量，提高其产品的最终使用性能。

Description

一种铝合金工件熔炼铸造工艺
技术领域
本发明涉及金属铸造的技术领域，尤其是涉及一种铝合金工件熔炼铸造工艺。
背景技术
铝是地壳中含量最高的金属元素，铝合金由于具有质量轻、导热性好、延展性好、强度高、耐腐蚀性优良等一系列优异特性，作为有色金属结构材料，在机械工程、能源化工、控制装备、房产建筑等现代化建设的各个行业中已得到大量应用，尤其是在节能减排实行轻量化的过程中，铝合金有不可替代的作用。
由于铝的化学性质比较活泼。在铝合金的制备过程中，熔炼过程中易与水气发生反应，氧化并吸氢。铝液中的气体成分主要是氢气(约占80％～90％)，其余是氮气、氧气和一氧化碳等。溶解于铝液中的氢约90％为原子状态。氢在铝合金中从液态到固态的饱和溶解度相差17倍。在凝固过程中，氢气便倾向与从熔液中逸出，形成气泡，常常导致铸件产生缩松、气孔、缩孔等冶金铸造缺陷，显著地降低铸造合金材料的抗拉应力、弹塑性、延展性、应力疲劳、热裂敏感性等性能。
为了降低铝熔体中过高的气体含量对最终铸锭质量的影响，通常通过铝合金熔液进行除气净化处理。显然，先进的除气技术对于保证铸造铝合金的质量，提高其产品的最终使用性能具有非常重要的意义。
旋转喷吹法是一种吸附精炼除气方法，其通过转头将惰性气体(如氮气、氩气等)通入到铝熔体内部，熔体中的氢在分压差的作用下扩散进人气泡，并随气泡上浮并排出，达到除气的目的。气泡在上浮的过程中由于溶解作用带走氢的同时，同时可以通过物理吸附作用吸附夹杂，从而除去夹杂物，除气除杂兼得。相对于其他方法的单一净化功效而言，旋转喷吹可以同时除氢除杂，且对环境污染小，使得在工业应用很广泛。
旋转喷吹法除气效果取决于气泡在熔体的分散均匀程度、气泡的大小、气泡在熔体中的滞留时间等。气泡越小、越分散越均匀、上浮速度越慢，则除氢效率越好。另外，铝合金熔体具有一定的黏度，氩气泡析出需要克服一定的阻力，完全析出需要一定时间，需要静置一段时间后除气效果越好；然而静置时间不宜过长，因为静置时气体与熔体反应是一个动态过程。熔体中气体随惰性气体析出，同时液态金属吸收大气中的水蒸气并与之反应，继续形成氢，去氢净化过程实际上由铝液内部去氢净化过程和铝液表面氧化-吸氢过程即污染过程所组成，随着静置时间增加，水蒸气与铝熔体的反应，反应所生成的氢通过吸附和扩散溶人铝熔体，导致铝熔体中的吸氢量大于铝熔体内部去氢净化量，导致铝熔体的吸氢量增大。
发明内容
本发明提供一种铝合金工件熔炼铸造工艺，能够使铝合金熔炼铸造过程中旋转喷吹除气时的气泡变小，并且均匀分散，同时具有足够长的静置时间而不会导致熔体的吸氢量增大。
作为本发明的一个方面，提供铝合金工件熔炼铸造方法，包括如下步骤：（1）将纯度≥99.9％的铝锭放在熔炼炉中加热到660℃～670℃熔化，升温至720℃～730℃加入中间合金金属融化，得到合金熔液；（2）将熔炼炉里中的熔体转入静置炉中进行精炼，升温到740℃～780℃后加入熔剂，对合金液进行搅拌、净化；（3）将精炼后的熔体进行除气除渣；（4）装配模具，将模具预热温度到300℃；（5）将洁净后铝合金液进行连续浇铸，浇铸温度控制在690~700℃，采用水平浇铸方式进行浇铸获得铸造后工件；（6）脱模后，将工件进行热处理强化；（7）对工件进行机械加工以及表面处理，最终形成需要的工件；所述步骤（3）中包括如下步骤：（3.1）向静置炉中通入惰性气体，排出其中的空气；（3.2）封闭静置炉，通过熔体上方的气体输入通道，向熔体上方通入高压惰性气体，使静置炉中的气压处于高压状态；（3.3）加热静置炉中的熔体，使其温度大于阈值温度；（3.4）通过旋转喷头从熔体下方通入惰性气体进行炉底吹除；（3.4）经过特定时间后，将温度降低到浇筑温度；（3.5）通过排气口排出静置炉中的高压惰性气体；（3.6）打开扒渣门将浮在铝合金液表面上的铝渣清理干净；（3.7）在铝合金液表面设置覆盖剂层。
优选的，所述阈值温度为大于800度。
优选的，所述特定时间为大于30分钟。
优选的，所述高压惰性气体的压强大于三倍大气压。
优选的，所述步骤（2）中，所述溶剂包括氯化钾和/或氯化镁。
优选的，所述步骤（1）中所述中间合金金属包括铝锰铜或铝镁铜等。
优选的，所述惰性气体为氮气或者氩气。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的铝合金工件熔炼铸造方法，能够减少制备铝合金工件的针孔，提高其气密性，获得优质铸件，包括如下步骤：熔炼-精练-除气除渣-装配模具-铸造-脱模-热处理-加工。
熔炼过程中，根据铸造工件的要求确定铝合金中各成分的含量，先将纯度≥99.9％的铝锭放在熔炼炉中加热到660℃～670℃熔化，升温至720℃～730℃加入中间合金金属融化，得到铝合金熔液；其中，中间金属可以是铝锰铜或铝镁铜等。
将熔炼炉里中熔炼得到的铝合金熔液转入静置炉中进行精炼，将铝合金熔液温度提高到740℃～780℃，加入熔剂，对铝合金熔液进行搅拌、净化，去除合金中氧化物和有害气体；该溶剂可以包括氯化钾和/或氯化镁，例如可以使用2～6％的以氯化钾—氯化镁为基础成分的溶剂。进一步的，为了避免铝合金熔液氧化，可以在精练时在熔液上均匀撒入覆盖剂，避免液体金属裸露而氧化。
对于精练后的铝合金熔液进行除气除渣，包括如下步骤：（3.1）向静置炉中通入惰性气体，排出其中的空气；如果精练时溶液上设置覆盖剂层，在通入惰性气体之前，需要先清理溶液上的覆盖剂层；（3.2）封闭静置炉，通过熔体上方的气体输入通道，向熔体上方通入高压惰性气体，使静置炉中的气压处于高压状态，该高压可以是例如大于三倍大气压，使静置炉中铝合金液内部的压强增大，从而使喷入熔体内部的惰性气体的气泡体积减小；（3.3）加热静置炉中的熔体，使其温度大于阈值温度，该温度阈值可以是例如大于800℃；（3.4）通过旋转喷头从熔体下方通入惰性气体进行炉底吹除，惰性气体通入熔体后，熔体中的氢在分压差的作用下扩散进人气泡，并随气泡上浮并排出；惰性气体可以是氩气或者氮气；（3.5）由于熔体上方不存在空气以及水蒸汽，不存在铝液表面氧化-吸氢过程，可以将熔体静置足够长的时间使铝液内部去氢净化过程充分进行，经过足够长的特定时间后例如30分钟后，将温度降低到浇筑温度；优选的，为了避免析出的氢气在铝液表面的吸附，在步骤（3.5）中可以在除气过程中在熔体上方间歇性打开进气口和排气口，通入高压惰性气体将析出的氢气排出静置炉；（3.6）通过排气口排出静置炉中的高压惰性气体；（3.7）打开扒渣门将浮在铝合金液表面上的铝渣清理干净；（3.8）在铝合金液表面设置覆盖剂层。
在铝合金溶液铸造前，需要装配模具，将模具预热温度到300℃；将洁净后铝合金液进行连续浇铸，浇铸温度控制在690~700℃，采用水平浇铸方式进行浇铸，铝合金液进入模具的型腔中，随后开始凝固冷却，待达到冷却时间后进行脱模。脱模后，将工件进行热处理强化，使内部组织分布更加均匀，消除或减小淬火后工件内的微观应力及机械加工残余应力。然后，对工件进行机械加工以及表面处理，消除表面缺陷和应力集中，最终形成需要的工件。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种铝合金工件熔炼铸造方法，包括如下步骤：（1）将纯度≥99.9％的铝锭放在熔炼炉中加热到660℃～670℃熔化，升温至720℃～730℃加入中间合金金属融化，得到合金熔液；（2）将熔炼炉里中的熔体转入静置炉中进行精炼，升温到740℃～780℃后加入熔剂，对合金液进行搅拌、净化；（3）将精炼后的熔体进行除气除渣；（4）装配模具，将模具预热温度到300℃；（5）将洁净后铝合金液进行连续浇铸，浇铸温度控制在690~700℃，采用水平浇铸方式进行浇铸获得铸造后工件；（6）脱模后，将工件进行热处理强化；（7）对工件进行机械加工以及表面处理，最终形成需要的工件；其特征在于：所述步骤（3）中包括如下步骤：（3.1）向静置炉中通入惰性气体，排出其中的空气；（3.2）封闭静置炉，通过熔体上方的气体输入通道，向熔体上方通入高压惰性气体，使静置炉中的气压处于高压状态，所述高压惰性气体的压强大于三倍大气压；使静置炉中铝合金液内部的压强增大，从而使喷入熔体内部的惰性气体的气泡体积减小；（3.3）加热静置炉中的熔体，使其温度大于阈值温度；所述阈值温度为大于800度；（3.4）通过旋转喷头从熔体下方通入惰性气体进行炉底吹除；（3.5）经过特定时间后，将温度降低到浇铸温度；所述特定时间为大于30分钟；（3.6）通过排气口排出静置炉中的高压惰性气体；（3.7）打开扒渣门将浮在铝合金液表面上的铝渣清理干净；（3.8）在铝合金液表面设置覆盖剂层。
2.根据权利要求1所述的铝合金工件熔炼铸造方法：其特征在于：所述步骤（2）中，所述熔剂包括氯化钾和/或氯化镁。
3.根据权利要求2所述的铝合金工件熔炼铸造方法：其特征在于：所述步骤（1）中所述中间合金金属包括铝锰铜或铝镁铜。
4.根据权利要求3所述的铝合金工件熔炼铸造方法：其特征在于：所述惰性气体为氮气或者氩气。
CN201811224449.0A 2018-10-20 2018-10-20 一种铝合金工件熔炼铸造工艺 Active CN109207758B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811224449.0A CN109207758B (zh) 2018-10-20 2018-10-20 一种铝合金工件熔炼铸造工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811224449.0A CN109207758B (zh) 2018-10-20 2018-10-20 一种铝合金工件熔炼铸造工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109207758A CN109207758A (zh) 2019-01-15
CN109207758B true CN109207758B (zh) 2021-05-04

Family

ID=64980846

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811224449.0A Active CN109207758B (zh) 2018-10-20 2018-10-20 一种铝合金工件熔炼铸造工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109207758B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113699396A (zh) * 2021-07-20 2021-11-26 青岛理工大学 一种短流程制备高强高耐蚀Al-Mg-Zn铝合金的形变热处理方法
CN114410992A (zh) * 2021-12-09 2022-04-29 南通宝恒工贸有限公司 一种铝合金的熔炼铸造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101914709A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 宁波旭润铝业有限公司 一种高强韧铸造铝合金及其制备方法
CN102319963A (zh) * 2011-08-26 2012-01-18 桂林市庆通有色金属工艺材料开发有限公司 一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法
CN105063440A (zh) * 2015-08-11 2015-11-18 中国兵器工业第五九研究所 一种高强韧高稳定性铸造铝镁合金材料及其制备方法
CN105779831A (zh) * 2016-05-25 2016-07-20 桂林航天工业学院 航空航天用铝合金焊丝及其制备方法
CN106086488A (zh) * 2016-07-15 2016-11-09 南南铝业股份有限公司 地铁站吊顶用铝合金及其制备方法
CN106086549A (zh) * 2016-08-11 2016-11-09 山东豪迈机械科技股份有限公司 一种稀土铝镁合金轮胎模具铸造材料及其制备方法
CN106544561A (zh) * 2016-12-12 2017-03-29 广西大学 一种铝合金板材的铸造方法
CN107952948A (zh) * 2017-06-12 2018-04-24 吉林大学 铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法
CN108486436A (zh) * 2018-06-12 2018-09-04 中铝东南材料院（福建）科技有限公司 一种高性能铝合金带材及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102139356B (zh) * 2010-12-08 2013-02-06 河北立中有色金属集团有限公司 有色金属液净化搅拌装置
TWI552761B (zh) * 2013-05-03 2016-10-11 博信生物科技股份有限公司 一種脂質微／奈米氣泡、及其最佳化之製備方法及製備裝置
CN103397196B (zh) * 2013-08-03 2015-12-23 福安市广源机电有限公司 一种浇压铸铝产品精炼装置及其工艺

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101914709A (zh) * 2010-08-04 2010-12-15 宁波旭润铝业有限公司 一种高强韧铸造铝合金及其制备方法
CN102319963A (zh) * 2011-08-26 2012-01-18 桂林市庆通有色金属工艺材料开发有限公司 一种Al-Si-Cu-Zn-Sn-Ni铝基钎料及其制备方法
CN105063440A (zh) * 2015-08-11 2015-11-18 中国兵器工业第五九研究所 一种高强韧高稳定性铸造铝镁合金材料及其制备方法
CN105779831A (zh) * 2016-05-25 2016-07-20 桂林航天工业学院 航空航天用铝合金焊丝及其制备方法
CN106086488A (zh) * 2016-07-15 2016-11-09 南南铝业股份有限公司 地铁站吊顶用铝合金及其制备方法
CN106086549A (zh) * 2016-08-11 2016-11-09 山东豪迈机械科技股份有限公司 一种稀土铝镁合金轮胎模具铸造材料及其制备方法
CN106544561A (zh) * 2016-12-12 2017-03-29 广西大学 一种铝合金板材的铸造方法
CN107952948A (zh) * 2017-06-12 2018-04-24 吉林大学 铸态铝合金轮毂低压铸造制备方法
CN108486436A (zh) * 2018-06-12 2018-09-04 中铝东南材料院（福建）科技有限公司 一种高性能铝合金带材及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109207758A (zh) 2019-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4504914B2 (ja) アルミニウム鋳塊の製造方法、アルミニウム鋳塊、およびアルミニウム鋳塊の製造用保護ガス
CN111534713B (zh) 一种铸造高温合金返回料的净化处理方法及高温合金
CN109207758B (zh) 一种铝合金工件熔炼铸造工艺
JPH02141540A (ja) 低酸素含有銅の製造方法及び製造装置
CN111014623B (zh) 一种铜镁合金大规格扁锭半连续铸造方法
CN111979377B (zh) 一种使用高温气流回收rh真空槽冷钢的方法
CN106521197A (zh) 一种航空用铝合金及其生产工艺
JP2009226419A (ja) 銅または銅合金線材の製造方法および銅または銅合金線材
CN112680616A (zh) 一种真空感应熔炼Cu8Cr4Nb合金的制备方法
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
CN111394602B (zh) 一种高质量铝合金及其制备方法
CN104775039A (zh) 一种铜及铜合金液的净化方法
JPH05239542A (ja) 鋳造金属の酸素の除去方法及び金属鋳造物
CN114645151A (zh) 一种高强高导铜合金及其生产方法
CN102296201A (zh) 精炼铸铝合金的除气方法
JPH051339A (ja) 大気溶解に依るアルミニウム−リチウム合金の製造方法
CN116555643A (zh) 一种铝镁中间合金及其制备方法
CN113355544A (zh) 一种浇铸成型的异形铝合金栏杆制作工艺
CN116590533A (zh) 一种铜合金带材熔铸生产时提升铜水质量的处理方法
CN116065050A (zh) 一种复合铝合金精炼剂及熔炼工艺
CN114891946A (zh) 超低碳铝镇静钢的冶炼方法
CN202968663U (zh) 铝合金炉内多点喷吹除氢净化处理装置
CN103436919B (zh) 一种高温电解铝液熔铸前的预净化方法及产品
CN113182499A (zh) 上引法铜材熔炼一氧化碳加氮气快速除氧技术工艺
CN105274377A (zh) 一种吹气搅拌定向脱除铝合金中氢气的方法

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
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20210416

Address after: 215000 building a, Pingqian Xiangcheng Industrial Park, 46 Chunxing Road, Caohu street, Xiangcheng Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Applicant after: SUZHOU ALUTECH AUTO PARTS Co.,Ltd.

Address before: 102488 Beijing Fangshan District Liangxiang Triumph Street Jianshe Road 18 -D1948

Applicant before: BEIJING YIZHILIAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant