[发明专利]一种低浓度起铸铸造方法及铝合金铸锭

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金熔炼铸造技术领域，且特别涉及一种低浓度起铸铸造方法及铝合金铸锭。

背景技术

在现有的大量铝合金材料中，2XXX系铝合金和7XXX系铝合金具有下述共同特点：①高强、高韧，且铝合金的纯洁度高；②铝合金主要元素的化学成分高；③铝合金中低溶点的共晶相多而复杂；④具有很大的结晶温度范围，固液区塑性低，有极大的热脆性倾向；⑤铸锭规格大，可铸造成厚度为500mm、宽度为1600mm以上的铸锭，或Φ600mm以上的圆锭，用于后序的挤压和锻造成型，满足材料得到足够加工变形的要求。由于2XXX系铝合金和7XXX系铝合金具有上述特点，因此它们被广泛用作航空航天用材料，而熔炼铸造生产大规格、冶金质量好的铸锭是生产航空航天厚板的首要条件，且重要的工序。只有减少铸锭成型的热脆性，才能铸造出具有足够加工性能的大规格铸锭。

目前，减少铸锭成型开裂的方法有：①对铝合金的化学成分进行合理优化；②铸造过程中，采用合理的铸造参数(铸造温度、铸造速度、结晶器高度)；③采用刮水器。虽然以上三种方式都是行之有效的减少铸锭开裂的工艺措施，但上述工艺措施难免会影响铸锭的其他性能，且无法完全避免铸锭成型开裂情形的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低浓度起铸铸造方法，降低铸造过程中的应力，可完全避免铸锭成型开裂，且不影响铸锭本身的性能。

本发明的另一目的在于提供一种铝合金铸锭，性能稳定，且完全不会开裂。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种低浓度起铸铸造方法，其包括以下步骤：

按照铝合金化学成分中各元素及含量进行第一次配料，其中含量为1.8wt％～8wt％的元素为主要元素，经过熔炼的正常程序，得到主铸料；按照与铝合金化学成分相同的元素，其中主要元素降至原含量的30％～40％进行第二次配料，经过熔炼的正常程序，得到起铸料；

采用起铸料进行铸造，铸造长度为50～80mm，形成铸锭头；

采用主铸料在铸锭头的基础上继续进行铸造，铸造长度为1400～8500mm。

进一步地，在本发明较佳实施例中，7系铝合金化学成分中的主要元素包括Zn，Zn的质量百分数含量≥5％。

进一步地，在本发明较佳实施例中，2系铝合金化学成分中的主要元素包括Cu，Cu的质量百分数含量≥4％。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铸造前，将起铸料和主铸料分别注入流槽的第一腔室中和第二腔室中，第一腔室和第二腔室分别连接于主流槽。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铸造时，先开启流体堵头，将起铸料注入主流槽中，再关闭流体堵头，将主铸料注入主流槽中。

进一步地，在本发明较佳实施例中，先将起铸料注入结晶器，注入结晶器深度为距结晶器上沿50～80mm处，关闭引锭头，使结晶器内的起铸料成型为铸锭头；再切换流体堵头，将主铸料注入结晶器，并开启引锭头下降，控制下降速度为40～60mm/min。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铸造结束后，还需对铸造形成的铸锭进行“回火”处理。

一种铝合金铸锭，其采用上述的低浓度起铸铸造方法制得。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铝合金铸锭为宽度不小于1600mm，厚度不小于500mm的扁锭。

进一步地，在本发明较佳实施例中，铝合金铸锭为直径不小于700mm的圆锭。

本发明实施例的低浓度起铸铸造方法及铝合金铸锭的有益效果是：本发明实施例低浓度起铸铸造方法是按照铝合金化学成分中各元素及其含量进行第一次配料，其中含量为1.8wt％～8wt％的元素为主要元素，经过熔炼的正常程序，得到主铸料；按照与铝合金化学成分相同的元素，其中主要元素含量为铝合金化学成分中对应元素含量的30％～40％进行第二次配料，经过熔炼的正常程序，得到起铸料；先采用起铸料进行铸造，铸造长度为50～80mm，形成铸锭头；再采用主铸料在铸锭头的基础上继续进行铸造，铸造长度为1400～8500mm。该方法能够降低铸造过程中的应力，可完全避免铸锭成型开裂，且不影响铸锭本身的性能；制得的铝合金铸锭的性能稳定，且完全不会开裂。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。