[发明专利]一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法

权利要求书

1.一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于包括备料、熔炼、炉内精炼、在线精炼、在线过滤、半连续铸造、均匀化热处理、机械加工和超声探伤的步骤，具体步骤如下：

(1)备料：按照铝合金圆锭的配方成份进行配料，分别称取重熔用铝锭、阴极铜、铝铜中间合金、铝钛中间合金、铝锰中间合金、铝锆中间合金、铝钒中间合金、铝铍中间合金作为原料；

(2)熔炼：将步骤(1)中的原料除铝钛中间合金、铝铍中间合金外，投入熔炼炉内熔炼，采用高温快速熔化，熔炼温度控制在750～800℃，炉料部分融化后开启电磁搅拌加速熔化，炉料全部熔化并搅拌均匀后进行扒渣，然后取样分析成分，看是否满足成分控制要求，如有必要进行成分调整，成分合格后将熔体转入保温炉，在保温炉内加入铝钛中间合金、铝铍中间合金进行成分微调得到铝熔体；

(3)炉内精炼：在保温炉内用氯气和氩气的混合气体对所述铝熔体进行精炼；

(4)在线精炼和过滤：炉内精炼完成后，通过除气箱内旋转喷头吹出的精炼气体氩气和氯气的混合物，除去铝熔体中游离氢和其他有害物质；铝熔体除气精炼后通过30～50ppi的泡沫陶瓷过滤板进行在线过滤除渣，清除尺寸在15μm以上的杂质；铝熔体在保温炉内停留的总时间不超过6h；

(5)在线晶粒细化：通过喂丝机向在线除气系统出口流槽的铝熔体中连续添加φ9.5mm规格的Al-5Ti-1B丝晶粒细化剂进行晶粒细化处理，Al-5Ti-1B丝的喂丝速度为160cm/min～220cm/min；

(6)半连续铸造：经在线除气精炼、在线过滤和晶粒细化后的铝熔体经铝液流槽注入结晶器与引锭头构成的半封闭腔体里进行半连续直冷铸造，得到所需规格的圆锭；所述引锭头上覆盖有垫片；半连续铸造冷却水压为0.02～0.08MPa，冷却水流量55～80m³/h；铸造长度小于800mm时，铸造速度为13～20mm/min；铸造长度大于800mm后，铸造速度为10～15mm/min；

(7)均匀化热处理：将圆锭在均热炉内在520～540℃条件下均热30～60h，然后在冷却室内用强风或喷水冷至室温；

(8)机械加工和超声探伤：切取圆锭样片检测晶粒度级别和冶金质量，检测合格后进行机械加工至成品规格，最后进行超声探伤，合格后包装入库或发货。

2.根据权利要求1所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：所述备料依据的铝合金圆锭的配方为：按照重量百分比计，Cu≤6.8％，Mn≤0.40％，Si≤0.20％，Fe≤0.30％，V 0.05-0.15％，Zr 0.10-0.16％，Ti 0.02-0.10％，Be 0.0002-0.0010％，Zn≤0.1％，Mg≤0.02％，,余量为Al和不可避免的杂质元素，其中每种不可避免的杂质元素含量小于等于0.05％且总量小于等于0.15％。

3.根据权利要求1或2所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：在所述步骤(2)熔炼过程中，熔炼温度控制在760～790℃。

4.根据权利要求3所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：在所述步骤(3)精炼过程中，熔体温度控制在720～750℃。

5.根据权利要求3所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：在所述步骤(3)精炼过程中，熔体温度控制在720～740℃，氯气流量0.025～1.5m³/h，氩气流量0.5～15m³/h，精炼时间15～30min，静置时间20～30min。

6.根据权利要求5所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：在步骤(4)的在线除气过程中，旋转喷头的转速为200～500rpm，氯气流量0.01～0.5m³/h，氩气流量0.5～6m³/h，除气时铝液温度为720～750℃。

7.根据权利要求5所述的一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法，其特征在于：为了增加熔体净化效果，所述铝合金熔体至少经过两级在线精炼除气处理后再进行在线过滤操作。