一种铝镁钪合金的熔铸方法技术

本发明专利技术提供了一种铝镁钪合金的熔铸方法，包括：依次进行配料、熔炼、精炼和铸造。本发明专利技术通过优化合金元素的加入方式及温度，先后在铝水化平后加入Al

【技术实现步骤摘要】
一种铝镁钪合金的熔铸方法


[0001]本专利技术属于合金
，尤其涉及一种铝镁钪合金的熔铸方法。

技术介绍

[0002]Al
‑
Mg系合金具有中等强度、良好的耐蚀性和可焊性，但强塑性配合不佳的特点也限制了它的发展，随着航天、航空、舰船技术的发展，对合金强度提出更高要求。近年来的研究表明，Sc是目前为止所发现的对铝合金最为有效的合金化元素，微量Sc加入到铝合金中，可显著提高合金的强度、塑性、焊接性能及耐蚀性能等，而复合添加Sc、Zr、Ti三种微量元素，可减少Sc的加入量，是一条既节约成本，又大幅提高强塑性的有效途径；但随着Sc、Zr、Ti等过渡族元素的加入，在铸锭组织中会形成初生化合物，对合金的性能会产生影响，限制了铝镁钪合金的推广应用。
[0003]Al
‑
Mg系合金具有中等强度、良好的耐蚀性和可焊性，但在低温条件下进行退火就会发生完全再结晶，导致强度急剧下降，复合添加Sc、Zr、Ti到Al
‑
Mg合金中能显著提高合金的强度，合金强度的提高主要来源于3个方面：一是初生的Al(Sc,Zr,Ti)粒子产生的细晶强化；二是均匀化过程中析出次生Al(Sc,Zr,Ti)粒子产生的弥散强化；三是Al(Sc,Zr,Ti)粒子抑制后续加工热处理过程中的再结晶引起的亚结构强化等；复合添加Sc、Zr、Ti三种微量元素，在熔铸过程中会形成初生化合物，进而对合金的性能产生负面影响，限制了铝镁钪合金的推广应用。
[0004]目前，为了解决Al
‑
Mg系合金中复合添加Sc、Zr、Ti微量元素在熔铸过程中形成初生化合物，主要方法是降低Sc、Zr、Ti三种微量元素的含量。但元素含量的降低会导致铸锭晶粒组织的细化效果减弱，均匀化过程中析出Al(Sc,Zr,Ti)粒子产生的弥散强化及后续加工热处理过程中抑制再结晶的能力减弱，从而导致材料强度偏低，无法满足使用要求。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝镁钪合金的熔铸方法，本专利技术提供的方法既能满足材料晶粒细化的要求，又能解决铸锭组织中初生化合物的形成。
[0006]本专利技术提供了一种铝镁钪合金熔铸方法，包括：
[0007]依次进行配料、熔炼、精炼和铸造；
[0008]所述熔炼过程中先加入Al锭和Al
‑
Mn中间合金进行加热熔化，然后再依次加入Al
‑
Sc中间合金和Al
‑
Zr中间合金；最后加入Al
‑
Ti中间合金、Zn锭、Al
‑
Be中间合金、Al
‑
Cr中间合金和Mg锭。
[0009]优选的，所述配料的成分包括：
[0010]Mg：4.0％～5.0wt％，
[0011]Mn：0.4％～1.0wt％，
[0012]Sc：0.15％～0.25wt％，
[0013]Zr：0.05％～0.15wt％，
[0014]Cr：0.05％～0.15wt％，
[0015]Zn：0.05％～0.15wt％，
[0016]Ti：0.05％～0.15wt％，
[0017]Be：0.0008～0.0012wt％，
[0018]Si：＜0.1wt％，
[0019]Fe：＜0.1wt％，
[0020]Cu：＜0.1wt％，
[0021]余量为Al。
[0022]优选的，所述加热熔化的温度为780～800℃。
[0023]优选的，所述加入Al
‑
Sc中间合金的温度为790～810℃。
[0024]优选的，所述熔炼的温度为750～760℃。
[0025]优选的，所述精炼的温度为740℃～750℃。
[0026]优选的，所述精炼的时间为13～17分钟。
[0027]优选的，铸造的温度为750～760℃。
[0028]优选的，所述铸造过程中的水流量26～30m3/h。
[0029]优选的，所述铸造的速度90～95mm/min。
[0030]现有技术Al
‑
Mg系合金在熔炼过程中，除Mg锭、Al
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Be中间合金在铝水化平后加入外，Zn锭、Al
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4Ti块、Al
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Mn中间合金、Al
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Sc中间合金、Al
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Zr中间合金、Al
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Cr中间合金均随炉加热熔化，熔炼温度低于760℃，各过渡族元素可以在熔炼过程中充分反应。本专利技术通过优化合金元素的加入方式及温度，先在铝水化平后加入Al
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Sc中间合金、Al
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Zr中间合金，熔炼温度800℃，后将其它冷料Al
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4Ti块、Zn锭、Al
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Be中间合金、Al
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Cr中间合金、Mg锭加入，使熔炼温度降低并保持在常规熔炼温度750～760℃范围内；在铸造工序，适当提高水流量及铸造速度；本专利技术提供的方法制备得到的铸锭晶粒组织细小，显微组织中无初生化合物。
附图说明
[0031]图1为本专利技术比较例1制备的合金显微组织图；
[0032]图2为本专利技术实施例1制备的合金低倍组织图；
[0033]图3为本专利技术实施例1制备的合金显微组织图；
[0034]图4为本专利技术实施例1制备的合金显微组织图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供了一种铝镁钪合金熔铸方法，包括：
[0037]依次进行配料、熔炼、精炼和铸造。
[0038]在本专利技术中，所述铝镁钪合金的成分优选包括：
[0039]Mg：4.4％～4.8wt％，
[0040]Mn：0.6％～0.7wt％，
[0041]Sc：0.18％～0.22wt％，
[0042]Zr：0.08％～0.12wt％，
[0043]Cr：0.08％～0.12wt％，
[0044]Zn：0.08％～0.12wt％，
[0045]Ti：0.08％～0.12wt％，
[0046]Be：0.0009～0.0011wt％，
[0047]Si：＜0.1wt％，
[0048]Fe：＜0.1wt％，
[0049]Cu：＜0.1wt％，
[0050]余量为Al。
[0051]在本专利技术中，所述Mg的质量含量优选为4.5～4.7％，更优选为4.6％；所述Mn的质量含量优选为0.63～0.67％，更优选为0.65％；所述Sc的质量含量优选为0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝镁钪合金熔铸方法，包括：依次进行配料、熔炼、精炼和铸造；所述熔炼过程中先加入Al锭和Al
‑
Mn中间合金进行加热熔化，然后再依次加入Al
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Sc中间合金和Al
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Zr中间合金；最后加入Al
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Ti中间合金、Zn锭、Al
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Be中间合金、Al
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Cr中间合金和Mg锭。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配料的成分包括：Mg：4.0％～5.0wt％，Mn：0.4％～1.0wt％，Sc：0.15％～0.25wt％，Zr：0.05％～0.15wt％，Cr：0.05％～0.15wt％，Zn：0.05％～0.15wt％，Ti：0.05％～0.15wt％，Be：0.0008～0.0012wt％...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯旺，温庆红，黄启波，
申请(专利权)人：西南铝业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：