一种高性能铝合金材料的生产工艺的制作方法
1.本发明涉及一种生产工艺，尤其涉及一种高性能铝合金材料的生产工艺。
背景技术：
2.现有技术中铝合金主要采用传统自然凝固铸造方法生产的铸锭，通常存在晶粒粗大，组织不均匀，铸造缺陷明显，铸锭质量差等问题。
3.由于金属的凝固组织在很大程度上决定了它的机械性能，因此铸锭晶粒细化可有效提高铸件的力学性能。现有技术中主要有：添加细化剂和微合金、铸造工艺优化等方法来细化晶粒，改善铸锭的力学性能。但随着高端产品对材料质量要求的日益提升，对晶粒的细化程度和力学性能提出了更高的要求，目前的生产方法已无法满足材料更高性能的要求。
技术实现要素：
4.为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种高性能铝合金材料的生产工艺。
5.为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高性能铝合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
6.a、按照如下重量份数比配制铝合金原料：si：10.0～12.0％，fe：≤0.15％，cu：0.05～0.15％，mg：0.6～0.8％，mn：0.15～0.6％，cr：0.09～0.2％，zn：≤0.3％，ti：≤0.05％，p：0.0075～0.015％；稀土元素：0.05～0.3％，余量为al和不可避免的杂质；将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为730～760℃；
7.b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为730～740℃；
8.c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，并搅拌35～45分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；
9.d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；
10.e、成分合格后，加入精炼剂进行炉内精炼处理；
11.f、将铝液经过除气箱进行在线除气；
12.g、将铝液通过分配器进行铸造得到铸锭；
13.h、将铸锭经冷却后得到成品。
14.优选的，步骤b中，铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，每小块体积范围小于60cm3。
15.优选的，步骤e中，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为715～735℃，时间为25～40min，精炼处理后再进行扒渣，静置25～40min，得到铸造用的铝合金熔液。
16.优选的，步骤f中，将温度调整到740～790℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量1.5～2m3/h，石墨转子的转
速为450r/min。
17.优选的，步骤g中，对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为715～735℃，铸造速度为45～95mm/min，冷却水压为0.1～0.15mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭。
18.优选的，步骤h中，冷却水压力400kpa、温度30℃。
19.优选的，稀土元素为er、sc中的任意一种或两种混合。
20.本发明采用熔炼炉生产效率高，进行搅拌使成分均匀化，通过对熔体的除渣、精炼处理使铝液更加洁净，能够提高生产效率；生产过程中通过在线除气，有效降低铝液内部的氢含量，对提高产品内部质量减少针孔度、夹渣现象提供保障。本发明采用合理的成分配比、熔体搅拌等工艺，经本发明生产方法所生产出来的铝合金材料，质量组织更加致密、无夹杂物，性能稳定、表面光滑清洁。
具体实施方式
21.下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
22.一种高性能铝合金材料，包括表1中各实施例所涉及的重量份组分。
23.表1实施例的组分(单位：重量份％)
[0024][0025]
【实施例一】
[0026]
一种高性能铝合金材料的生产工艺，包括以下步骤：
[0027]
a、将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为730℃；
[0028]
b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为730～740℃；
[0029]
c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，进行搅拌35分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；采用熔炼炉生产效率高，搅拌达到成分均匀的铝熔体。
[0030]
d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；
[0031]
e、成分合格后，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为715℃，时间为25～40min，精炼处理后再进行扒渣，静置25min，得到用于铸造的铝合金熔液。
[0032]
f、将铝液经过除气箱进行在线除气；将温度调整到740℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量1.5m3/h，石墨转子的转速为450r/min。
[0033]
g、对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为715℃，铸造速度为45mm/min，冷却水压为0.1mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭；
[0034]
h、将铸锭经冷却后得到成品。冷却水压力400kpa、温度30℃。
[0035]
【实施例二】
[0036]
a、将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为760℃；
[0037]
b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为740℃；
[0038]
c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，进行搅拌45分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；采用熔炼炉生产效率高，搅拌达到成分均匀的铝熔体。
[0039]
d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；
[0040]
e、成分合格后，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为735℃，时间为40min，精炼处理后再进行扒渣，静置40min，得到用于铸造的铝合金熔液。
[0041]
f、将铝液经过除气箱进行在线除气；将温度调整到790℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量2m3/h，石墨转子的转速为450r/min。
[0042]
g、对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为735℃，铸造速度为95mm/min，冷却水压为0.15mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭；
[0043]
h、将铸锭经冷却后得到成品。冷却水压力400kpa、温度30℃。
[0044]
【实施例三】
[0045]
a、将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为740℃；
[0046]
b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为733℃；
[0047]
c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，进行搅拌38分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；采用熔炼炉生产效率高，搅拌达到成分均匀的铝熔体。
[0048]
d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；
[0049]
e、成分合格后，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为722℃，时间为30min，精炼处理后再进行扒渣，静置30min，得到用于铸造的铝合金熔液。
[0050]
f、将铝液经过除气箱进行在线除气；将温度调整到757℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥
散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量1.65m3/h，石墨转子的转速为450r/min。
[0051]
g、对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为722℃，铸造速度为62mm/min，冷却水压为0.12mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭，
[0052]
h、将铸锭经冷却后得到成品。冷却水压力400kpa、温度30℃。
[0053]
【实施例四】
[0054]
a、将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为750℃；
[0055]
b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为736℃；
[0056]
c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，进行搅拌41分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；采用熔炼炉生产效率高，搅拌达到成分均匀的铝熔体。
[0057]
d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；
[0058]
e、成分合格后，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为729℃，时间为35min，精炼处理后再进行扒渣，静置35min，得到用于铸造的铝合金熔液。
[0059]
f、将铝液经过除气箱进行在线除气；将温度调整到774℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量1.8m3/h，石墨转子的转速为450r/min。
[0060]
g、对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为729℃，铸造速度为79mm/min，冷却水压为0.13mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭；
[0061]
h、将铸锭经冷却后得到成品。冷却水压力400kpa、温度30℃。
[0062]
各实施例所得铝合金基本性能测试结果见表2。
[0063]
表2实施例的基本性能指标
[0064][0065]
以上4个实施例均为合格品，符合铝合金使用要求，既满足汽车轻量化的要求，也具有性能稳定、强度高的优势。
[0066]
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：a、按照如下重量份数比配制铝合金原料：si：10.0～12.0％，fe：≤0.15％，cu：0.05～0.15％，mg：0.6～0.8％，mn：0.15～0.6％，cr：0.09～0.2％，zn：≤0.3％，ti：≤0.05％，p：0.0075～0.015％；稀土元素：0.05～0.3％，余量为al和不可避免的杂质；将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合，熔炼温度为730～760℃；b、待炉料完全熔化后，向炉内熔体中心加入铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，防止与空气接触氧化和烧损，熔炼温度为730～740℃；c、当温度达到730℃以上时，撒入打渣剂，并搅拌35～45分钟，将铝液表面的浮渣清理干净；d、对炉内熔体进行炉前成分检测，若成分不合格，则相应补充对应的中间合金；e、成分合格后，加入精炼剂进行炉内精炼处理；f、将铝液经过除气箱进行在线除气；g、将铝液通过分配器进行铸造得到铸锭；h、将铸锭经冷却后得到成品。2.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤b中，铝箔包裹的稀土铝中间合金小块，每小块体积范围小于60cm3。3.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤e中，向炉内熔体通入纯度为99.999％的氩气和精炼剂进行炉内精炼，精炼温度为715～735℃，时间为25～40min，精炼处理后再进行扒渣，静置25～40min，得到铸造用的铝合金熔液。4.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤f中，将温度调整到740～790℃，开始除气：惰性气体通过石墨转子的空心轴进入熔体中，通过转子的转速在转子底部小孔处以细小气泡的形式弥散分布，根据分压和表面吸附原理除去熔体中的氢气和氧化夹渣，气体流量1.5～2m3/h，石墨转子的转速为450r/min。5.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤g中，对铝合金熔液进行浇铸，铸造温度为715～735℃，铸造速度为45～95mm/min，冷却水压为0.1～0.15mpa，得到高性能稀土铝合金材料铸锭。6.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述步骤h中，冷却水压力400kpa、温度30℃。7.根据权利要求1所述的高性能铝合金材料的生产工艺，其特征在于：所述稀土元素为er、sc中的任意一种或两种混合。
技术总结
本发明公开了一种高性能铝合金材料的生产工艺，包括以下步骤：A、熔炼；B、加料；C、搅拌捞渣；D、成分检测；E、加入精炼剂进行炉内精炼处理；F、将铝液经过除气箱进行在线除气；G、将铝液通过分配器进行铸造得到铸锭；H、将铸锭经冷却后得到成品。本发明采用合理的成分配比、电磁搅拌等工艺，经本发明生产方法所生产出来的铝合金材料，质量组织更加致密、无夹杂物，性能稳定、表面光滑清洁。表面光滑清洁。
