一种7000系超大规格铝合金铸锭的铸造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115418514A(43)申请公布日2022.12.02(21)申请号202211382619.4(22)申请日2022.11.07(71)申请人中国航发北京航空材料研究院地址100095北京市海淀区温泉镇环山村(72)发明人何维维李惠曲臧金鑫戴圣龙陈军洲伊琳娜邢清源王亮刘铭郝敏韩凯雷越(74)专利代理机构北京知元同创知识产权代理事务所(普通合伙)11535专利代理师谢怡婷(51)Int.Cl.C22C1/03(2006.01)C22C1/06(2006.01)C22C21/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种7000系超大规格铝合金铸锭的铸造方法(57)摘要本发明提供了一种7000系超大规格铝合金铸锭的铸造方法。所述方法包括备料、熔炼、炉内除气精炼、在线过滤除渣、晶粒细化和半连续铸造等步骤，通过上述步骤的组合可以克服7000系超大规格铝合金铸锭容易出现的底部开裂等问题，制备得到的铸锭经超声探伤检测无明显内部缺陷，晶粒细小均匀，无其他冶金缺陷，表面平整，成品率高。不仅如此，制备得到铸锭还具有较好的综合力学性能，可以用于航空航天领域。CN115418514ACN115418514A权利要求书1/2页1.一种7000系超大规格铝合金铸锭的铸造方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：（1）备料：按照7000系铝合金铸锭的配方成分进行配料，分别称取铝锭、锌锭、铝钛中间合金、铝铜中间合金、铝锆中间合金、铝钒中间合金、镁锭作为原料；（2）熔炼：将步骤（1）中的铝锭、锌锭、铝钛中间合金、铝铜中间合金、铝锆中间合金、铝钒中间合金、镁锭和氧化铝颗粒压入熔炼炉内熔炼，得到铝合金熔体；（3）炉内除气精炼：在搅拌条件下，通过导管将干燥的氩气和精炼剂喷入铝合金熔体内进行炉内除气精炼；（4）在线过滤除渣：使用泡沫陶瓷过滤板对步骤（3）的熔体进行在线过滤除渣；（5）晶粒细化：通过喂丝机向步骤（4）的铝合金熔体中添加Al‑Ti‑B丝晶粒细化剂进行晶粒细化处理，同时对铝合金熔体施加超声波；（6）半连续铸造：将步骤（5）的熔体经铝液流槽注入结晶器与引锭头形成的腔体里进行半连续直冷铸造，同时通过喂丝机向充满铝合金熔体的铝液流槽中添加Al‑Ti‑B丝晶粒细化剂，制备得到所述铸锭。2.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（1）中，所述7000系铝合金铸锭的配方成分所含元素的重量百分比为：Zn：5.010.0%；Mg：1.56.5%；Cu：1.36.5%；Zr：0.08~~~~0.25%；Ti：0.02~0.06%；V：0.05~0.8%；Fe≤0.08%；Si≤0.06%；Mn≤0.05%；Cr≤0.05%；杂质总量≤0.15%；余量为Al。3.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（2）中，将步骤（1）中的铝锭、锌锭、铝钛中间合金、铝铜中间合金、铝锆中间合金、铝钒中间合金和氧化铝颗粒压入熔炼炉内，以2~5℃/min的升温速率加热至720~750℃进行熔炼20~30min，随后以2~5℃/min的降温速率将熔体温度降至685℃~700℃，压入镁锭，继续熔炼20min~30min，得到铝合金熔体。4.根据权利要求1或3所述的铸造方法，其特征在于，步骤（2）中，所述氧化铝颗粒的加入量为所述熔体总质量的0.01~0.03%。5.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（3）中，以精炼剂的总重量计，所述精炼剂包括六氯乙烷60wt%~80wt%，碳酸钠20wt%~40wt%。6.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（3）中，所述精炼剂的添加量为0.5~1.0kg/t；和/或，步骤（3）中，所述氩气的压力为0.200.6~0MPa，气体流量20~100L/min。7.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（5）中，所述晶粒细化处理的时间为10~20min；和/或，步骤（5）中，所述超声波的频率为80~100kHz；和/或，步骤（5）中，所述喂丝机的喂丝速度为40cm/min‑80cm/min；和/或，步骤（5）中，所述Al‑Ti‑B丝晶粒细化剂的直径为3~6mm。8.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（6）中，将铝合金熔体注入铝液流槽的同时通过喂丝机向充满铝合金熔体的铝液流槽中添加Al‑Ti‑B丝晶粒细化剂，所述喂丝机的喂丝速度为1cm/min‑10cm/min。9.根据权利要求1所述的铸造方法，其特征在于，步骤（6）中，所述半连续直冷铸造分为铸造开始阶段、铸造稳定过程阶段和铸造收尾阶段；在铸造开始阶段中，铝合金熔体流经所述铝液流槽的时间为90~120s；在铸造稳定过程阶段中，铝合金熔体流经所述铝液流槽的时2CN115418