一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭及其氢含量的控制方法技术

本发明专利技术提供了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，所述7系铝合金铸锭的厚度为450～520mm；所述7系铝合金铸锭的宽度为1620～2000mm；所述7系铝合金铸锭的氢含量小于等于0.08ml/100g.Al。本发明专利技术得到了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，该7系铝合金大规格模锻件用铸锭具有稳定且较低的氢含量，从而能够显著的降低铸锭显微疏松尺寸，提高铸锭冶金质量，为后续研究开发出能新的、高性能的铝合金材料奠定良好的基础。本发明专利技术提供的制备工艺，利用自身条件就能稳定控制氢含量，进而改善铸锭内部冶金质量。而且工艺简单明确，操作人员易懂易操作，现场可执行性高，更加适于工业化规模生产的推广和应用。生产的推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭及其氢含量的控制方法


[0001]本专利技术属于7系铝合金铸锭制备
，涉及一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭及其制备方法，尤其涉及一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭及一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭的氢含量控制方法。

技术介绍

[0002]7系铝合金，即Al
‑
Zn
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Mg
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Cu系超硬铝，普遍用在CNC切削制造的零部件，适合飞机构架及高强度配件。7系铝合金包含有锌和镁元素，而锌在这系列中是主要合金元素，所以抗腐蚀性相当好，加上少许镁合金可使材料能受热处理后达到非常高的强度。该合金是20世纪40年代末期就已应用于飞机制造业，至今仍在航空工业上得到广泛应用的超高强度变形铝合金。其特点是，固溶处理后塑性好，热处理强化效果特别好，在150℃以下有高的强度，并且有特别好的低温强度。因而，7系铝合金被广泛的用于航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具等领域，特别用于制造航空航天等飞行器的结构及其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体。
[0003]但是，由于7系铝合金的合金化程度高且具有较宽的凝固区间，这就决定了其合金铸锭易产生显微疏松、区域成分偏析等内部冶金缺陷，而显微疏松会降低铸锭的力学性能，尤其对大规格的铸件而言，对其疲劳寿命和抗拉强度有较大影响。
[0004]然而，对于现有的7系铝合金铸锭生产而言，特别是航空航天用大型模锻件的铸锭，由于要求严格，而且尺寸较大，现有的常规生产工序在7系大规格铸锭的熔铸技术控制方面容易出现波动，难以满足大规格模锻件用铸锭的指标要求，进而造成铸锭的质量较差。
[0005]因此，如何降低铸锭显微疏松尺寸，提高大规格7系铝合金铸锭的冶金质量，为后续研究开发出能新的、高性能的铝合金材料奠定良好的基础，且同时提高7系合金的市场占有率，为国产化之路贡献一份力量，已成为国内生产企业以及一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种7系铝合金铸锭及其制备方法，尤其是一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭。本专利技术提供的7系铝合金铸锭具有稳定且较低的氢含量，进而能显著降低铸锭的显微疏松尺寸，提高铸锭冶金质量，而且工艺简单明确，可控性强，现场可执行性高，适于工业化规模生产的推广和应用。
[0007]本专利技术提供了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，所述7系铝合金铸锭的厚度为450～520mm；
[0008]所述7系铝合金铸锭的宽度为1620～2000mm；
[0009]所述7系铝合金铸锭的氢含量小于等于0.08ml/100g.Al。
[0010]优选的，所述7系铝合金铸锭的氢含量为0.05～0.08ml/100g.Al；
[0011]所述7系铝合金铸锭的厚度为520mm；
[0012]所述7系铝合金铸锭的宽度为1600mm。
[0013]优选的，所述7系铝合金铸锭的最大显微疏松尺寸小于等于100*40μm；
[0014]通过控制所述7系铝合金铸锭中的氢含量，控制7系铝合金铸锭的显微疏松尺寸。
[0015]优选的，所述7系铝合金铸锭为方铸锭；
[0016]所述大规格模锻件包括航空航天用大型模锻件。
[0017]优选的，所述7系铝合金铸锭按组成包括：
[0018]Cu：2.05％～2.30％；
[0019]Mg：2.00％～2.25％；
[0020]Zn：6.10％～6.50％；
[0021]Zr：0.09％～0.11％；
[0022]Si：≤0.04％；
[0023]Fe：≤0.06％；
[0024]Mn：≤0.02％；
[0025]Ti：≤0.05％；
[0026]Cr：≤0.02％；
[0027]Na：≤5ppm；
[0028]余量的铝。
[0029]本专利技术还提供了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭的制备方法，包括以下步骤：
[0030]1)将铝合金原料经过配料后，装炉熔炼，得到原料熔液；
[0031]添加剂Al
‑
Be中间合金在转炉流槽中加入；
[0032]2)将上述步骤得到的原料熔液进行炉内精炼和在线除气后，铸造得到7系铝合金铸锭；
[0033]所述熔炼的温度为740～760℃。
[0034]优选的，所述铝合金原料包括Zn锭、Cu板、Mg锭、Al
‑
Zr中间合金和重熔高精铝锭中的一种或多种。
[0035]优选的，所述炉内精炼的气体流量为10～20ml/min；
[0036]所述炉内精炼的精炼温度为730～745℃；
[0037]所述炉内精炼的精炼时间为30～45min分钟。
[0038]优选的，所述在线除气的转子速度为230～270rpm；
[0039]所述在线除气的气体流量为3.5～5Nm3/h。
[0040]优选的，所述铸造的温度为725～740℃；
[0041]所述铸造的速度为43～47mm/min；
[0042]所述铸造的冷却水流量为25～40m3/h/根。
[0043]本专利技术提供了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，所述7系铝合金铸锭的厚度为450～520mm；所述7系铝合金铸锭的宽度为1620～2000mm；所述7系铝合金铸锭的氢含量小于等于0.08ml/100g.Al。与现有技术相比，本专利技术针对现有的7系铝合金自身的特点，合金铸锭易产生显微疏松、区域成分偏析等内部冶金缺陷的情况，而现有的常规生产工序在熔铸技术控制方面容易出现波动，难以满足大规格模锻件用铸锭的指标要求，进而造成铸锭的质量较差的问题。本专利技术通过研究认为，要控制7系合金大规格铸锭的显微疏松尺寸，首
先应控制其氢含量。而在7系合金大规格扁锭氢含量控制方面，目前大型模锻件用所生产的520*1600mm规格铸锭氢含量控制在0.06～0.12ml/100.Al范围，波动较大，部分炉次氢含量超过了0.10ml/100g.Al，难以满足大规格模锻件用铸锭氢含量指标要求，而且航空航天用大型模锻件对铸锭氢含量控制技术要求相当高，液态氢含量必须≤0.08ml/100ml/100g.Al，固态氢含量≤0.10μg/g。但是，对于7系大规格铸锭现有铝合金熔铸技术难以保证该要求，所以本专利技术特别从净化工艺入手研究，对现有的净化工艺进行优化，从而控制了7系铝合金铸锭，特别是大规格模锻件用520*1600mm规格铸锭的氢含量，进而提高了铸锭的质量和稳定性。
[0044]本专利技术得到了一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，该7系铝合金大规格模锻件用铸锭具有稳定且较低的氢含量，从而能够显著的降低铸锭显微疏松尺寸，提高铸锭冶金质量，为后续研究开发出能新的、高性能的铝合金材料奠定良好的基础。
[0045]本专利技术提出的大规格模锻件用7系铝合金铸锭的制备方法，即大规格模锻件用7系铝合金铸锭的氢含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规格模锻件用7系铝合金铸锭，其特征在于，所述7系铝合金铸锭的厚度为450～520mm；所述7系铝合金铸锭的宽度为1620～2000mm；所述7系铝合金铸锭的氢含量小于等于0.08ml/100g.Al。2.根据权利要求1所述的7系铝合金铸锭，其特征在于，所述7系铝合金铸锭的氢含量为0.05～0.08ml/100g.Al；所述7系铝合金铸锭的厚度为520mm；所述7系铝合金铸锭的宽度为1600mm。3.根据权利要求1所述的7系铝合金铸锭，其特征在于，所述7系铝合金铸锭的最大显微疏松尺寸小于等于100*40μm；通过控制所述7系铝合金铸锭中的氢含量，控制7系铝合金铸锭的显微疏松尺寸。4.根据权利要求1所述的7系铝合金铸锭，其特征在于，所述7系铝合金铸锭为方铸锭；所述大规格模锻件包括航空航天用大型模锻件。5.根据权利要求1所述的7系铝合金铸锭，其特征在于，所述7系铝合金铸锭按组成包括：Cu：2.05％～2.30％；Mg：2.00％～2.25％；Zn：6.10％～6.50％；Zr：0.09％～0.11％；Si：≤0.04％；Fe：≤0.06％；Mn：≤0.02％；Ti：≤0.05％；Cr：≤0.02％...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，张欢欢，王清松，阙基荣，王彬，孙黎明，曹以恒，
申请(专利权)人：重庆国创轻合金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：