[发明专利]一种锻造构件用高性能Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的高效制备方法

说明书

本发明公布了一种锻造构件用高性能Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金的高效制备方法，包括在熔炼炉内预先放入铝冷料，然后加入原铝液，之后对铝液进行除碱处理，除碱处理完成后在熔体中先加铜板、锌锭和添加剂，熔化后对熔体扒渣，然后在熔体中加入镁锭，熔炼过程通过电磁搅拌使元素分散均匀之后，加入粉末精炼剂并通入氮气精炼，静置，铸造得到Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金；铸造好的铝合金放入均匀化处理炉中，在570℃下进行均质化处理。本发明通过充分利用原铝液高温优势快速熔解铝冷料和难熔合金成分，并实现快速降温，不仅能耗低，还能缩短工艺流程，提升熔炼效率和金属收率；通过熔体、铸造和均质化控制，实现Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金的均匀化和细晶。

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种锻造构建用高性能Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的高效制备方法。

背景技术

随着我国交通运输业向轻量化方向发展，近年来大量铝及铝合金锻件取代了原来的钢构件作为重要的受力部件及结构件叫。飞机、战斗机等装备的重要结构零部件几乎全部采用铝锻件;汽车轮毂、坦克负重轮、火车气缸等部件也大都采用铝合金模锻件。其中Al-Zn-Mg-Cu系铝合金模锻件由于密度小、比强度高、耐腐蚀性优和表面处理性能良好等优点，被广泛的应用于制备大型厚板及航空锻件。

在航空领域，为了满足减重的需要，大多铝合金锻件被要求具有较高的尺寸精度、优良的机械性能以及较好的组织流线分布。这对铝合金材料的成分、偏析、组织均匀性、晶粒大小等指标提出更高要求。然而，这类铝合金材料在成形的过程中，由于工艺参数的设置欠佳，会造成各种成形缺陷，裂纹、夹杂、组织晶粒粗大且分布不均等质量问题。这些缺陷的出现会大大的降低铝合金的力学性能，给后续锻造和使用形成非常高的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锻造构建用高性能Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的高效制备方法。

本发明的目的是这样实现的，所述的锻造构建用高性能Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的高效制备方法包括前处理、熔炼、精炼和后处理步骤，具体包括：

A、前处理：

1）将覆盖剂、精炼剂、打渣剂烘干备用；

2）按铝冷料和原铝液质量比为（20~30）：（70~80）的配比先将铝冷料置于熔炼炉内，然后加入温度为900~2000℃的配比原铝液，在铝冷料熔化之后，按400~750g/min添加氟化铝颗粒，同时按20~50L/min的流量通入氩气，持续时间10~30min进行除碱得到物料a；

B、熔炼：在物料a温度降至750~770℃时加入铜板、锌锭和添加剂，待铜板、锌锭和添加剂熔化后对熔体扒渣，然后在熔体温度为700~750℃时加入镁锭，电磁搅拌至熔融后得到物料b；

C、精炼：控制物料b的温度为710~730℃的时候加入物料b重量0.05~0.15%的粉末精炼剂并通入氮气进行精炼15~20min后得到Al-Zn-Mg-Cu的铝合金熔体c；

D、后处理：

1）将Al-Zn-Mg-Cu的铝合金熔体c在700~720℃温度下静置20~30min得到物料d；

2）向物料c中加入Al-Ti-C晶粒细化丝，在温度660~710℃时候进行铸造得到Al-Zn-Mg-Cu系铝合金e初品；

3）将Al-Zn-Mg-Cu系铝合金e初品在550~600℃保温4~6h，冷却得到目标物Al-Zn-Mg-Cu系铝合金。

具体操作如下：

A、配料：将镁锭、锌锭、铜板、添加剂、铝冷料（铝锭、废料、熔铸锯切头）、晶粒细化丝等原材料计量后分批运上炉前操作平台；覆盖剂、精炼剂、打渣剂烘干备用。

B、除碱:在熔炼炉内预先放入20%-30%的铝冷料，然后加入原铝液，铝冷料熔化之后对铝液进行除碱处理，在除碱过程中，向原铝液中加入氟化铝颗粒，添加速度为400-750g/min，并向铝液中通入氩气，氩气流量20-50L/min，除碱时间为10-30min。