[发明专利]铝镁合金铸锭及其制备方法

权利要求书

1.一种铝镁合金铸锭，其特征在于，原料中包括如下质量百分数的元素：Mg：3-10％、Li：1-3％、Ni：0.05-0.3％、Sn：0.01-0.1％、Be：0.01-0.1％、Ti：0.001-0.01％、Cr：0.001-0.01％，各元素以工业用纯金属或合金的形式加入，其中元素Li以Al-Li合金或Mg-Li合金的形式加入，元素Ti以Ni-Ti合金的形式加入，元素Cr以Ni-Cr合金的形式加入，原料中还包括质量百分数为0.005-0.01％的碳纤维粉，质量百分数不超过0.03％的不可避免的杂质，余量为金属Al；

其中，所述的铝镁合金铸锭包括：

第一锭层，其位于底层；

第二锭层，其位于所述第一锭层上方；以及

封端层，其覆盖于所述第二锭层上方；

其中，所述第一锭层与第二锭层的质量比为1:3～5，第一锭层与封端层的质量比为4～6:1；

所述封端层与第一锭层的原料相同，且第一锭层的原料中包括碳纤维粉，第二锭层的原料中不包括碳纤维粉。

2.如权利要求1所述的铝镁合金铸锭，其特征在于，所述碳纤维粉的细度为30～100目。

3.如权利要求1所述的铝镁合金铸锭，其特征在于，第一锭层的原料中包括：Mg、Sn、Be、Ni-Cr合金、Al以及碳纤维粉，第二锭层的原料中包括：Mg、Al-Li合金、Ni-Ti合金以及Al。

4.一种如权利要求1所述的铝镁合金铸锭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)称取原料并分别放置在200～250℃的预热炉中预热5-8h，将预热后的铝锭置于熔化炉中加热至670-680℃，至铝锭完全熔化得到铝液，然后升温至700-720℃，将熔化的铝液分为两份，分别向其中加入预热过的第一锭层和封端层用除铝外其他纯金属原料、第二锭层用其他纯金属原料，对应分别得到第一金属原料和第二金属原料，搅拌至完全熔化，再分别调控第一金属原料和第二金属原料熔体温度为680-700℃时，向第一金属原料中加入预热过的第一锭层用合金原料和碳纤维粉，向第二金属原料中加入预热过的第二锭层用合金原料，过程中分别调控各组分含量，调整完成后搅拌至完全熔化，温度升到720-740℃，保温20-40min，对应得到第一混合熔体和第二混合熔体；其中，各组分的质量占第一混合熔体和第二混合熔体总质量的百分含量满足以下条件：各元素含量Mg：3-10％、Li：1-3％、Ni：0.05-0.3％、Sn：0.01-0.1％、Be：0.01-0.1％、Ti：0.001-0.01％、Cr：0.001-0.01％，且元素Li以Al-Li合金或Mg-Li合金的形式加入，元素Ti以Ni-Ti合金的形式加入，元素Cr以Ni-Cr合金的形式加入，质量百分数为0.005-0.01％的碳纤维粉，质量百分数不超过0.03％的不可避免的杂质，余量为金属Al；

2)将所述第一混合熔体和第二混合熔体分别升温至740-750℃，撇去浮渣，然后搅拌混合均匀后保温10-15min，精炼3-5min，精炼完成后再撇去表面浮渣，回升温度至740-750℃，静置15-20min后对应得到第一混合合金熔体和第二混合合金熔体；将第一混合合金熔体按照第一锭层与封端层的质量比分为第一锭层熔体和封端层熔体两部分；

3)待第一混合合金熔体和第二混合合金熔体均降温至680-700℃时，保温10-15min，采用半连续铸造工艺，按照第一锭层与第二锭层的质量比，依次按照第一锭层熔体、第二混合合金熔体、封端层熔体的顺序进料进行铸造，铸造温度为670-680℃，铸造速度为30-50mm/min，冷却水温度为10-20℃，冷却水流量为1200-1400L/h，得到半成品；

4)将半成品在400℃真空热处理炉中进行8h的固溶处理，然后放入100℃的水中淬火即可得到成品；

最终的成品铸锭包括：

第一锭层，其位于底层；

第二锭层，其位于所述第一锭层上方；以及

封端层，其覆盖于所述第二锭层上方；

其中，所述第一锭层与第二锭层的质量比为1:3～5，第一锭层与封端层的质量比为4～6:1；

所述封端层与第一锭层的原料相同，且第一锭层的原料中包括碳纤维粉，第二锭层的原料中不包括碳纤维粉。