[发明专利]一种2024铝合金熔炼铸造方法

说明书

本发明属于铝合金技术领域，涉及一种2024铝合金熔炼铸造方法，包括以下质量百分含量的组分：Si：≤0.25％、Fe：≤0.35％、Cu：4.55～4.65％、Mn：0.5～0.7％、Mg：1.55～1.65％、Cr：0.1％、Zn：0.2％、Ti：≤0.12％、杂质：单个≤0.05％，总量≤0.15％、余量为Al，然后经熔炼、精炼、除气、除渣、铸造后采用半连续铸造工艺进行铸造，精炼过程中加入23～28％的NaCl、20～40％的KCl和40～60％的MgCl2作为精炼剂，控制铸造温度为730℃～740℃，铸造速度为20～22mm/min，单支水流量为300～310L/min，得到2024铝合金铸锭。通过本发明的2024铝合金熔炼铸造方法生产的铝合金铸棒缺陷少，材料性能和成品率得到提升，减少能耗，降低生产成本，具有良好的经济效益。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，涉及一种2024铝合金熔炼铸造方法。

背景技术

铝合金是以铝为基的合金总称，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用。

铝合金按加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类：铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锌合金和铝稀土合金，铸造铝合金在铸态下使用。变形铝合金能承受压力加工，可加工成各种形态、规格的铝合金材，主要用于制造航空器材、建筑用门窗等。形变铝合金又分为不可热处理强化型铝合金和可热处理强化型铝合金。不可热处理强化型不能通过热处理来提高机械性能，只能通过冷加工变形来实现强化，它主要包括高纯铝、工业高纯铝、工业纯铝以及防锈铝等。可热处理强化型铝合金可以通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，它可分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。

2024铝合金属Al-Cu-Mg系铝合金，是一种高强度硬铝，可进行热处理强化，在淬火和刚淬火状态下塑性中等，点焊焊接良好，用气焊时有形成晶间裂纹的倾向，合金在淬火和冷作硬化后其可切削性能尚好，退火后可切削性低，但是其耐腐蚀性不高。2024铝合金主要用于制作各种高负荷的零件和构件，如飞机上的骨架零件，蒙皮，隔框，翼肋，翼梁，铆钉等150℃以下工作零件。

大尺寸的2024铝合金在铸造过程中，工艺选用不当，会出现裂纹等不可接受缺陷。浇注温度过低，会降低金属流动性，浇注温度过高，会增加产生裂纹的趋势；浇注速度过慢会导致铸锭出现拉痕、冷隔等缺陷。因此需要发明一种适宜的2024铝合金铸造方法来减少铝合金铸锭的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决2024铝合金在铸造过程中，工艺选用不当，会出现裂纹等不可接受缺陷的问题，提供一种2024铝合金熔炼铸造方法。

为达到上述目的，本发明提供一种2024铝合金熔炼铸造方法，包括如下步骤：

A、配料：按照如下质量百分比配料：Si：≤0.25％、Fe：≤0.35％、Cu：4.55～4.65％、Mn：0.5～0.7％、Mg：1.55～1.65％、Cr：0.1％、Zn：0.2％、Ti：≤0.12％、杂质：单个≤0.05％，总量≤0.15％、余量为Al；

B、熔炼：在熔炼过程中先将电解铝液、其他合金固体料加入熔炼炉内搅拌熔化，该熔化后温度≤760℃，再将铝铜中间合金、纯锌锭、铝锆中间合金投入熔炼炉内进行搅拌熔化，该熔化温度为740～760℃，然后将铝钛中间合金及纯镁锭用加镁器投入熔炼炉中进行搅拌熔化，该熔化温度为720～760℃，将完全熔化后的铝合金熔液均匀搅拌；

C、精炼：将熔炼炉中加入精炼剂进行精炼，精炼温度为730±5℃，精炼时间为15～20min，精炼后的铝液静置15min，精炼过程中同时通过电磁搅拌装置均匀搅拌，其中精炼剂的成分包括23～28％的NaCl、20～40％的KCl和40～60％的MgCl2；