一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法和大规格7xxx铝合金制品技术

技术编号：41061039 阅读：2 留言：0更新日期：2024-04-24 11:13

本发明专利技术提供了一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，包括：A)将预制芯坯装配于引锭工装的凹槽内以固定预制芯坯，将装配后的引锭工装装配于结晶器底部；B)将铝合金熔体引入结晶器内进行铸造，得到大规格铝合金铸锭；所述预制芯坯的合金成分与所述铝合金熔体的合金成分相同；所述预制芯坯的直径为600～830mm，所述大规格铝合金铸锭的直径为1400～1500mm。本申请提供了一种大规格铝合金铸锭的制备方法，其通过预制芯坯和引锭工装的引入，实现了铝合金熔体和预制芯坯接触部位的重熔，形成了一定厚度的重新凝固组织层，保证了预制芯坯与新增凝固层的良好冶金结合，使得到的大规格铝合金铸锭芯部组织细化，且成分偏析率低。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铝合金，尤其涉及一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法和一种大规格7xxx铝合金制品。

技术介绍

1、随着航空航天等领域向大型化、整体化、轻量化方向发展，对大规格、高品质铝合金铸锭提出了更高的要求，例如需求大规格圆铸锭达单件10吨以上，新一代半导体装备壳体也提出单件10吨级以上的7075铸锭需求，铸锭直径一般要大于φ1400mm。

2、而目前大规格铝合金铸锭一般采用半连续铸造的方法生产，随着规格的增大，铸锭芯部与边部冷却速率差异增大，芯部冷却缓慢，导致铸锭芯部组织粗大，φ800mm以内的铸锭芯部晶粒度可控制在1～2级，φ1400mm以上的铸锭芯部晶粒度一般在3～5级，不能满足后续实际使用要求。

3、行业内目前最有效的改进方法为增加超声外能场辅助铸造，申请人在研究过程中也采用了超声辅助铸造，成功制备出了φ1420mm直径的2219铸锭，与传统连续铸造相比，芯部晶粒度可达到3级，细化效果明显，但与晶粒度1级的需求尚有差距，特别是φ1400mm以上7xxx铝合金铸锭，其含量一般在9～13％，合金成分高，成分均匀性及组织控制难度大于其他系合金，随着规格的增大，成分偏析、晶粒度难以控制，特别是φ1400mm以上7xxx铝合金铸锭，目前尚无有效的制备方法，且其他大规格铝合金铸锭的制备方法对7xxx铝合金铸锭没有借鉴意义。

4、综合以上分析，为了解决大规格7xxx铝合金铸锭成分均匀性及芯部组织细化问题，亟需提供一种更优的铝合金铸锭的制备方法。

技术实现思路</p>

1、本专利技术解决的技术问题在于提供一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，本申请制备的7xxx铝合金铸锭的芯部晶粒组织的晶粒度可达1级，且成分偏析率低。

2、有鉴于此，本申请提供了一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，包括：

3、a)将预制芯坯装配于引锭工装的凹槽内以固定预制芯坯，将装配后的引锭工装装配于结晶器底部；

4、b)将铝合金熔体引入结晶器内进行铸造，得到大规格铝合金铸锭；

5、所述引锭工装的直径不小于所述结晶器的直径；

6、所述预制芯坯的合金成分与所述铝合金熔体的合金成分相同；

7、所述预制芯坯的直径为600～830mm，所述大规格铝合金铸锭的直径为1400～1500mm。

8、优选的，所述铝合金熔体按照下述方法制备得到：

9、将铝锭、纯金属和中间合金投入熔炼炉后加热熔化，再进行精炼；

10、所述精炼的温度为700～800℃，精炼的时间为10～60min，每次精炼静置10～60min后扒渣；

11、将扒渣后的熔体倒入保温炉，倒炉过程中开启透气砖精炼，透气砖压力为600～1000kpa，流量为50～100l/min，得到铝合金熔体。

12、优选的，所述铸造为半连续直冷铸造。

13、优选的，所述铸造的起铸速度为10～20mm/min，稳态铸造速度为10～20mm/min，水流量为100～180m3/h。

14、优选的，所述起铸速度为10～15mm/min，稳态铸造速度为12～18mm/min，水流量为110～150m3/h。

15、优选的，在铸造的过程中，所述引锭工装和所述预制芯坯以10～20mm/min向下运动。

16、优选的，所述大规格铝合金铸锭为7075铝合金铸锭、7050铝合金铸锭、7085铝合金铸锭、7055铝合金铸锭。

17、优选的，所述大规格7xxx铝合金铸锭的芯部晶粒度为1级。

18、本申请还提供了一种大规格7xxx铝合金制品，由大规格铝合金铸锭制备得到，所述大规格铝合金铸锭为所述的制备方法制备得到的铝合金铸锭。

19、本申请提供了一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，其首先将预制芯坯装配于引锭工装的凹槽内，再将装配后的引锭工装装配于结晶器底部，然后将铝合金熔体引入结晶器内进行铸造，得到大规格铝合金铸锭；在制备过程中，本申请在结晶器内部预置了一个与铝合金熔体成分相同的预制芯坯，预制芯坯固定在引锭工装上，铸造过程中与引锭工装一起向下运动，且铝合金熔体与预制芯坯外侧接触，利用高温铝合金熔体熔化预制芯坯外侧金属并重新凝固，形成了一定厚度的重新凝固组织层，使预制芯坯与后续新增凝固层形成了良好的冶金结合，且保证了芯部晶粒组织细小，晶粒度可达1级，且铸锭各部分的元素偏析较低。

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【技术保护点】

1.一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金熔体按照下述方法制备得到：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸造为半连续直冷铸造。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述铸造的起铸速度为10～20mm/min，稳态铸造速度为10～20mm/min，水流量为100～180m3/h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述起铸速度为10～15mm/min，稳态铸造速度为12～18mm/min，水流量为110～150m3/h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在铸造的过程中，所述引锭工装和所述预制芯坯以10～20mm/min向下运动。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述大规格铝合金铸锭为7075铝合金铸锭、7050铝合金铸锭、7085铝合金铸锭、7055铝合金铸锭。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述大规格铝合金铸锭的芯部晶粒度为1级。

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【技术特征摘要】

1.一种大规格7xxx铝合金铸锭的制备方法，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金熔体按照下述方法制备得到：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铸造为半连续直冷铸造。

4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述铸造的起铸速度为10～20mm/min，稳态铸造速度为10～20mm/min，水流量为100～180m3/h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述起铸速度为10～15mm/min，稳态铸造速度为12～18mm/min，水流量为110～...

【专利技术属性】
技术研发人员：范曦，黄元春，盛智勇，刘从江，倪珂，赵永兴，肖雨晴，吴凡，
申请(专利权)人：湖南中创空天新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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