一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法技术

本发明专利技术属于轻型铝合金熔炼技术领域，具体涉及一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，包括原料准备、熔融液制备、熔融液调整和处理，加入纳米氮化锌粉末，浇注。本发明专利技术相比现有技术具有以下优点：本发明专利技术中科学配比合金元素含量，通过预热处理使各原料有效溶解、扩散和吸收，有效降低了不溶硬质点和夹渣含量，避免氧化铝夹杂对熔融液的影响，电磁搅拌使合金元素的分布均匀提供时间，避免合金元素的成分偏析，氮化锌的加入，使所得铝合金铸件的强度和硬度都有很大程度的提高，缩短了熔融处理的时间，得到机械强度较强的铝合金材料。

A melting method for improving the strength of light aluminum alloy

The invention belongs to the field of light aluminum alloy smelting technology, in particular to a melting method for improving the strength of light aluminum alloy, including preparation of raw materials, preparation of molten liquid, adjustment and treatment of molten liquid, adding nano zinc nitride powder and pouring. Compared with the existing technology, the invention has the following advantages: in the invention, the content of alloy elements is scientifically proportioning, the raw materials are effectively dissolved, diffused and absorbed through preheating treatment, and the insoluble hard points and slag content are effectively reduced, the influence of the alumina inclusion on the molten liquid is avoided, and the electromagnetic stirring can provide the distribution of the alloying elements evenly. To avoid the composition segregation of alloy elements and the addition of zinc nitride, the strength and hardness of the aluminum alloy castings are greatly improved, the time of melting treatment is shortened, and the aluminum alloy material with strong mechanical strength is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法
本专利技术属于轻型铝合金熔炼
，具体涉及一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法。
技术介绍
随着经济的发展，为了节能环保，汽车普遍采用轻量化设计，将传统的汽车内部用于固定大量零件的铁支架更换成轻量金属支架是常规的手段，金属铝以较高的硬度、较轻的重量和较低的成本被大量应用，而金属铝虽然硬度比较高，但同样规格的产品相比金属铁仍存在一定差距，现有技术中通过改变熔炼条件提高轻型铝合金的强度和韧性，而铝合金液在浇注前容易由于搅拌不均匀而引起共晶偏析，在共晶硅集中处，硬度高脆性大，加工刀具磨损大，共晶硅少的部位形成固溶体软点，强度低，加工时不仅容易粘刀，在切削力的作用下还会容易使加工面出现白斑，在铸造铸件时，经常会出现各种夹杂，包括氧化物夹杂、造型材料和溶剂夹渣等，其中，以铝氧化物夹杂最为普遍，氧化物夹杂会影响铝合金铸件的力学性能，因此，需要对轻型铝合金的熔炼方法进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的问题，提供了一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭74-80份、铁素体0.6-1份、硅含量≥99.3%的金属硅0.8-1.2份、镁含量为99.85-99.95%的工业镁0.2-0.6份、镍含量≥99.2%的工业镍1.3-1.5份，在真空烘干装置中以温度为360-460℃预热30-40分钟，完成后在温度为300-340℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至870-940℃，保持25-35分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.2-1.4%、硅1.1-1.3%、镁0.6-0.8%、镍1.5-1.7%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.2-2.6%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按顺时针搅拌20-40分钟，完成后调温至650-680℃保持15-25分钟，然后将混合液注入模具中，冷却制成轻型铝合金铸件。作为对上述方案的进一步改进，所述金属硅的牌号为Si-2202、Si-2503、Si-3303或Si-331中的任意一种；所述铁素体的牌号为409型或410L型。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（2）完成后对熔融液表面进行扒渣，并对熔融液底部取出沉淀的杂质。作为对上述方案的进一步改进，所述步骤（4）的搅拌过程和保温过程用流动惰性气体保护；所述步骤（4）中的冷却方式为冷却水冷却，所述冷却水的温度为35-40℃。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术中科学配比合金元素含量，通过预热处理使各原料有效溶解、扩散和吸收，有效降低了不溶硬质点和夹渣含量，避免氧化铝夹杂对熔融液的影响，电磁搅拌使合金元素的分布均匀提供时间，避免合金元素的成分偏析，氮化锌的加入，能在合金凝固过程中有效增加异质形核核心，从而达到晶粒细化效果，增强合金强度，并且加入的元素可以促进形成间隙原子和间隙相，从而能使合金具有较高的可热处理性质，使所得铝合金铸件的强度和硬度都有很大程度的提高，缩短了熔融处理的时间，得到机械强度较强的铝合金材料。具体实施方式实施例1一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭78份、铁素体0.8份、硅含量≥99.3%的金属硅1份、镁含量为99.85-99.95%的工业镁0.4份、镍含量≥99.2%的工业镍1.4份，在真空烘干装置中以温度为410℃预热35分钟，完成后在温度为320℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至900℃，保持30分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.3%、硅1.2%、镁0.7%、镍1.6%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.4%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按顺时针搅拌30分钟，完成后调温至670℃保持20分钟，然后将混合液注入模具中，冷却制成轻型铝合金铸件。其中，所述金属硅的牌号为Si-2202；所述铁素体的牌号为409型。其中，所述步骤（2）完成后对熔融液表面进行扒渣，并对熔融液底部取出沉淀的杂质；所述步骤（4）的搅拌过程和保温过程用流动惰性气体保护；所述步骤（4）中的冷却方式为冷却水冷却，所述冷却水的温度为38℃。实施例2一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭74份、铁素体1份、硅含量≥99.3%的金属硅0.8份、镁含量为99.85-99.95%的工业镁0.2份、镍含量≥99.2%的工业镍1.3份，在真空烘干装置中以温度为360℃预热40分钟，完成后在温度为300℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至870℃，保持35分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.4%、硅1.1%、镁0.6%、镍1.7%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.2%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按顺时针搅拌20分钟，完成后调温至680℃保持25分钟，然后将混合液注入模具中，冷却制成轻型铝合金铸件。其中，所述金属硅的牌号为Si-2503；所述铁素体的牌号为410L型；所述步骤（4）中的冷却方式为冷却水冷却，所述冷却水的温度为35℃。实施例3一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭80份、铁素体0.6份、硅含量≥99.3%的金属硅1.2份、镁含量为99.85-99.95%的工业镁0.6份、镍含量≥99.2%的工业镍1.5份，在真空烘干装置中以温度为460℃预热30分钟，完成后在温度为340℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至940℃，保持25分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.2%、硅1.3%、镁0.8%、镍1.7%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.6%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按顺时针搅拌40分钟，完成后调温至650℃保持15分钟，然后将混合液注入模具中，冷却制成轻型铝合金铸件。其中，所述金属硅的牌号为Si-3303；所述铁素体的牌号为409型；所述步骤（4）中的冷却方式为冷却水冷却，所述冷却水的温度为40℃。设置对照组1，将实施例1中镁含量为99.85-99.95%的工业镁去掉，其余内容不变；设置对照组2，将实施例1中硅含量≥99.3%的金属硅去掉，其余内容不变；设置对照组3，将步骤（1）中预热步骤去掉，其余内容不变；设置对照组4，将实施例1中步骤（4）中加入纳米氮化锌粉末去掉，其余内容不变；经检测，对所得铝合金材料中氧化铝含量进行检测，杂质含量总和不大于0.3%即为合格，检测铝合金铸件的硬度，得到以下结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭74‑80份、铁素体0.6‑1份、硅含量≥99.3%的金属硅0.8‑1.2份、镁含量为99.85‑99.95%的工业镁0.2‑0.6份、镍含量≥99.2%的工业镍1.3‑1.5份，在真空烘干装置中以温度为360‑460℃预热30‑40分钟，完成后在温度为300‑340℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至870‑940℃，保持25‑35分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.2‑1.4%、硅1.1‑1.3%、镁0.6‑0.8%、镍1.5‑1.7%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.2‑2.6%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按顺时针搅拌20‑40分钟，完成后调温至650‑680℃保持15‑25分钟，然后将混合液注入模具中，冷却制成轻型铝合金铸件。

【技术特征摘要】
1.一种提高轻型铝合金强度的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按重量份计，准备原料含铝量≥99.7%的工业纯铝锭74-80份、铁素体0.6-1份、硅含量≥99.3%的金属硅0.8-1.2份、镁含量为99.85-99.95%的工业镁0.2-0.6份、镍含量≥99.2%的工业镍1.3-1.5份，在真空烘干装置中以温度为360-460℃预热30-40分钟，完成后在温度为300-340℃的惰性气体氛围内保存备用；（2）将上述备用的混合料送入熔炼炉，加温至870-940℃，保持25-35分钟，得到熔融液；（3）对熔融液进行取样检测，调整熔融液包括以下重量百分比：铁1.2-1.4%、硅1.1-1.3%、镁0.6-0.8%、镍1.5-1.7%，余量为不可避免的杂质和铝；（4）对熔融液进行除气净化后，以流态方式加入相当于熔融液重量2.2-2.6%的纳米氮化锌粉末，用永磁搅拌机按...

【专利技术属性】
技术研发人员：何启华，
申请(专利权)人：安徽玉成光华铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34