[发明专利]高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺

说明书

本发明公开了一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、熔炼；步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备；步骤S3、不同频电磁处理；步骤S4、超声波、微波处理；步骤S5、稳定磁场处理；步骤S6、热处理。本发明公开的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺工艺流程短、成本低、能加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，其密度低，抗拉强度高，延伸率高，疲劳强度好，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，被大量应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业领域。尽管如此，随着国际竞争力的加大，发达国家高端装备制造业对高性能铝合金产品提出了更高的耐高温、抗疲劳、高安全性等指标要求，使得我国80％以上的出口铝合金产品只能用作低廉的初级原材料，并且这些低价出口的铝合金又被欧、美、日等发达国家制成高附加值的产品返销回国，因此，提升铝合金产品的附加值成为我国铝合金行业发展亟待解决的问题。

目前，改善铝合金材料综合性能，提高其功能附加值的最有效的方法是对铸铝合金中间熔体进行电磁处理。大量研究已表明，施加外场(包括永磁场、电磁场、脉冲电磁场、组合电磁场、超声波、机械波等)是改变金属凝固行为的十分有效的方法。通过电磁处理可以加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。然而，现有技术中的铸铝合金中间熔体的电磁处理工艺复杂，操作不方便，耗能大，经济价值低，对铸铝合金中间熔体的处理效果不佳，得到的铸铝合金性能稳定性不佳，机械力学性能和功能附加值有待进一步提高。

中国专利ZL200810010647.7《镁合金锭坯的油滑电磁立式半连续铸造方法与结晶器》分别公开了一种在镁合金棒材DC半连续铸造过程中通过施加低频电磁场产生强制对流来实现铸造棒材组织细化和元素分布均匀化的方法。中国专利ZL200710010641.5《功率超声与低频电磁协同作用的轻合金大规格锭坯立式半连续铸造方法及设备》公开了一种在镁合金棒材DC半连续铸造过程中同时施加组合功率超声与低频电磁，利用功率超声克服电磁趋肤效应和利用电磁强制对流克服功率超声因能量快速衰减而作用区域有限的局限，实现了较大规格镁合金棒材铸造的组织细化和元素分布均匀化的显著效果。以上技术均通过在单一负载线圈中施加电流来实现电磁场的施加，但是由于电磁在拟处理的金属熔体中的趋肤效应，为达到技术效果需要在负载线圈中施加很大的电流，即使如此，在较大体积熔体凝固时往往也难以达到理想的技术效果。

因此，开发一种更为有效的高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺显得尤为重要，对改善高性能铸铝合金的综合性能具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，该工艺流程短、成本低、能加强合金化效果，提高铝合金材料的强度、硬度和抗腐蚀性，提高坯料的组织细化与均匀化效果，减小宏观偏析程度，缩小或消除铸造坯料中的柱状晶区，从而获得优良的综合机械性能。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高性能铸铝合金中间熔体电磁处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1、熔炼：将铝合金原料混合均匀，后碾磨成粉，过100-200目目筛，后烘至绝干，得到铝合金原料粉，然后将铝合金原料粉投入到熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；

步骤S2、铸铝合金中间熔体的制备：将经过步骤S1制成的熔炼产物从熔炉进入静置炉进行二次精炼除气处理，精炼过程中加入质量为熔炼产物质量1-2％的精炼剂，精炼结束后，得到铸铝合金中间熔体；