[发明专利]一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金铸造领域，尤其是一种Φ458mm大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺。

背景技术

7005铝合金的焊接性比较好、抗拉强度高，常用来制造对强度和断裂韧性要求较高的焊接结构，如自行车车架。

根据公司当前的生产情况，需要直径为Φ458mm的大规格7005铝合金铸棒为75MN挤压机供料。结合当前的7005铝合金铸造技术，目前国内企业生产该合金铸棒时，所使用的原料除了纯铝，一般需加入30％相似合金的一级废料,加入适当比例相似合金的一级废料，在降低原料成本提高合金塑性的同时，免了 100％废料投入造成配料失败的概率。

目前的铸造工艺在精炼环节中需要氩气或氯气作为精炼剂进行精炼,但氩气成本高，而氯气有毒,限制了两者的使用；在铸造过程中，传统的7系合金铸造时均需采用刮水板来降低铸造时的冷却强度以控制铸锭开裂，铸造前需要用纯铝铺底来防止铸锭尾部裂纹；用脉冲水装置以降低直接水冷强度，以减少铸锭底部收缩，增加了设备投资和中间合金采购费用；在晶粒细化环节需要使用晶粒细化剂AlTi₅B_0.2来防止铸造裂纹，但是在较高B含量时仍然无法避免铸造裂纹的出现。

现有的铸造工艺工序繁琐，成本高昂，限制了7005铝合金的批量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服以上困难，提供一种经济型的Φ458mm大规格7005 铝合金圆铸棒的铸造工艺，所得7005铝合金铸棒的宏观组织细密，无粗晶环，无可见表面疏松层，无其他组织缺陷。无需使用脉冲水装置；引锭头无需纯铝铺底且无刮水板设备，减少了设备投资和运行费用；在晶粒细化环节采用晶粒细化剂AlTi₅B₁替代AlTi₅B_0.2，在线细化Ti含量提升0.015％的前提下有效避免了B含量引入造成的铸造裂纹。可以在不具备必需的铸造工装及原辅材料的前提下，充分利用现有条件进行铸造，大大降低铸造成本并减少中间合金及工装的使用和采购。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺，包括如下步骤：

1)投料：将100％非7系合金一级废料使用加料车投入35吨矩形炉内进行熔炼；

2)取样：待废料在炉内全部熔化，并达到取样温度710-750℃后进行取样；

3)配料：根据初次取样检测结果以及配料值，计算需要投入中间合金的种类以及重量，将计算的中间合金按照所需重量投入到炉内；

4)倒炉：当熔体温度达到730℃以上时进行倒炉，倒炉前将流槽充分干燥；

5)精炼：采用气固精炼剂进行精炼，精炼时间不小于15min；精炼时，精炼管头应没入熔体内，且在熔体内各个位置均匀移动；

所述的气固精炼剂为：氮气+4AB无钠精炼剂；

6)静置：精炼完毕关闭炉门进行熔体静置并同时将熔体温度调整到700℃ -740℃，静置时间≥20min，之后进行铸造；待精炼完成后，使得熔体在保温炉内静置20min以上；

7)在线除气：使用N₂除气，除气前做好检查准备工作；

8)在线过滤：使用目数为20ppi和30ppi的双层过滤板进行过滤；

9)铸造：铸造过程中，保温炉铸造温度保持在730℃-750℃，铸造速度为 15mm/min-30mm/min，冷却水流量为500L/min-1500L/min。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺，其中步骤(3)所述配料值的标准按照重量百分比为：Si 0.35％，Fe 0.40％，Cu 0.10％，Mn 0.20-0.7％， Mg 1.0-1.8％，Cr 0.06-0.20％，Zn 4.0-5.0％，Ti 0.01-0.06％，Zr0.08-0.2％。

前述的一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺，其中步骤(4)的倒炉温度为730℃-760℃。

前述的一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺，其中步骤(5)的精炼温度为700℃-750℃。

前述的一种大规格7005铝合金圆铸棒的铸造工艺，其中熔炼和保温阶段均使用4#熔剂作为覆盖剂，熔炼阶段包括投料、取样和配料过程，保温阶段包括精炼和静置过程。