[发明专利]一种硬铝合金扁锭的低温中频电磁场辅助铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硬铝合金扁锭的低温中频电磁场辅助铸造方法，属于铝合金半连续铸造技术领域。

背景技术

高强度铝合金由于具有密度低、强度高、热加工性能好等优点而作为航空航天领域的主要结构用材料。以7×××系为代表的高强铝合金是航空用重要的结构材料，广泛用于制造飞机重要的受力结构件。

半连续铸造工艺是制备7×××系铝合金铸坯的常规方法之一，也是航空铝合金结构件生产的重要前端工序。但是，采用半连续铸造方法制备7×××系铝合金铸锭的难度较大，由于7×××系硬铝合金的合金元素含量较高，有些合金牌号Zn、Mg、Cu等主合金元素的总含量高达12％，铸锭的凝固区间范围宽，脆性区较大，因此，采用常规半连续铸造工艺制备该系合金除铸锭表面质量差，内部缺陷多外，铸锭的开裂现象十分严重，铸造成功率非常低。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬铝合金扁锭的低温中频电磁场辅助铸造方法，旨在有效解决硬铝合金扁锭铸造过程中所出现的易开裂、成品率低的问题，能明显减小铸锭热裂倾向，改善铸锭质量、提高产品性能。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种硬铝合金扁锭的低温中频电磁场辅助铸造方法，其特点是包括以下步骤——

1)熔炼及合金化：将工业纯铝在感应炉内熔炼，待熔化后加入工业纯锌和工业纯铜，将熔体温度稳定控制在690～700℃范围内并加入工业纯镁，搅拌熔体并升温至725～750℃加入铝锰中间合金，继续搅拌使熔体温度均匀，熔体温度均匀后转注到保温炉内；

2)熔体处理：将保温炉内熔体温度保持在730～750℃，用六氯乙烷除气精炼，扒掉熔体表面的氧化渣并静置10～30分钟，准备浇铸；

3)半连续铸造：首先将结晶器本体安装到半连续铸造平台，引锭头底座安装到液压式半连续铸造平台上，并将感应器与电源连接；结晶器接通冷却水，调节冷却水流量范围在2～5m³/h之间；然后打开电源，保证感应器电流频率范围为500～3000Hz，结晶器角部的磁场强度在30～50mT范围内，结晶器中心位置的磁场强度在15～25mT范围内；将保温炉内的熔体温度控制在690～700℃范围内，倾动炉体将熔体缓缓经浇口倒入结晶器内；待结晶器内液面达到一定高度时，启动铸造机，引锭头向下运动开始铸造，铸造速度范围控制在40～100mm/min之间。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

①本发明铸造温度较低，由于硬铝合金扁锭具有很高的热裂和冷裂倾向，而采用较低的铸造温度可以有效的减小铸锭中心和外部的熔体温度差，降低温度梯度，减小内应力，从而降低硬铝合金铸锭在铸造开始以及铸造过程中发生热裂的倾向；

②铸造过程施加中频交变电磁场，结晶器内置电磁感应线圈，感应线圈靠近熔体，保证了中频磁场的穿透能力，同时，由于线圈距离熔体位置较近，大大提高了磁场的作用效果；

③本发明解决了硬铝合金扁锭铸造易出现的铸锭开裂、成品率低等问题，采用低温中频电磁场辅助铸造方法，显著改善了铸锭质量，明显提高了产品性能。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明方法采用的电磁结晶器的剖视示意图。

图中各附图标记的含义见下表：