[发明专利]一种超低残余应力铝合金材料的铸锭制备工艺方法

说明书

一种超低残余应力铝合金材料（5052合金）的铸锭制备工艺方法，包括下述步骤：熔炼、精炼静置、在线处理、铸造，通过本工艺方法提高了铝合金材料的强度，铝合金材料的内部应力值降低，低速铸造，还可以得到大晶粒组织，铸锭截面梯度的组织更加均匀。通过高温均热，消除宏观应力的同时，消除晶内偏析，化学成分更均匀。为后续板材生产，消除了遗传内应力的影响。

技术领域

本发明涉及一种铝合金铸锭制备领域，尤其涉及一种超低残余应力铝合金材料的铸锭制备工艺方法。

背景技术

铝合金在工业中的应用逐年增加，但成品质量参差不齐。生产出高质量的铝合金材料成为当务之急。随着科学技术的不断进步发展，铝合金型材不断向着大型化、整体化、组织性能的均匀化与优质化方向发展。因此制备高性能铝合金成为人们关注的热点。

传统工艺缺点：铸锭组织成分复杂，第二相分布不均匀，铸锭内晶粒大小不一，导致铸锭内部宏观应力偏大。晶内的偏析导致晶内微观应力的存在，给后续加工产品遗传产生加大影响。

铝合金材料在生产加工过程中，铸造时存在铸造的宏观应力以及晶内和晶间偏析产生的内应力，铸锭时的内部应力交错分布，铝合金材料中的内应力比较大，生产出来的铝合金板材由于原始基因的遗传，导致铝合金板材产品在机械加工时变形量很大，无法满足在半导体设备、医疗机械设备、电子仪器等高端设备上应用。应力还会引起铝合金材料的应力腐蚀开裂、疲劳性能等。

因此，本领域亟需发明新的处理工艺，以期降低残余应力。

发明内容

针对上述存在的问题点，本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种超低残余应力铝合金材料（5052合金）的铸锭制备工艺方法，控制铝合金材料在铸造过程中产生的内部的应力，以满足高端装备生产时对铝合金板材的铸锭需求。

本发明的目的通过以下技术解决方案来实现的：

一种超低残余应力铝合金材料的铸锭制备工艺方法，包括下述步骤：

（1）熔炼：装炉完成点火后，待炉料部分熔化时，均匀加入覆盖剂，待炉料刚刚全部熔化，即均匀加入打渣剂，在铝合金试样精炼前，进行充分搅拌后，取样进行成分分析（使用DF-100E直读光谱仪），同时控制熔炼温度范围。

（2）精炼静置：所得熔炼试样采用N2+Cl2法进行精炼。

（3）在线处理：所得精炼静置试样中添加细化晶粒，在线过滤采用过滤板过滤。

（4）铸造工艺：所得在线处理试样进行铸造，铸造工艺中需要控制铸造速度，铸锭进行高温均热后，得到成品。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（1）中的覆盖剂均匀加入1箱（约40kg），打渣剂均匀加入1箱（约40kg），试样熔炼温度的范围是710℃～740℃。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（2）中的精炼时间约20分钟，压力0.6～1.0MPa，精炼温度710℃～740℃，试样静置时间20分钟。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（3）中的试样的在线除气采用SDF双转子除气，转子转速300～400rpm，添加的细化晶粒为Al-5Ti-B，采用30ppi+60ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤。

本发明的进一步改进在于：所述步骤（4）中试样为半连续铸造，冷却水压150-200Pa，降低铸造速度后的数值为35-42mm/min，铸锭厚度为510mm，铸锭高温均热的温度560～590℃（一般5052合金均热温度为550℃）。