[发明专利]一种6系铝合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，更具体地说，涉及一种6系铝合金的制备方法。

背景技术

大型特种铝合金型材具有断面尺寸大、宽厚比大、壁厚差异明显、长度大和形状复杂等特点，长度在10m以上甚至可达30m，形状一般为多孔异型空心型材。6系铝合金(又称6xxx系铝合金)由于具有适中的强韧性配合、良好的变形能力，非常适宜于生产大型特种铝合金型材，目前已经广泛应用于地铁、轻轨和高速列车车厢材料的地板、顶板、侧板等。6系铝合金的挤压型材宽度超过640mm，交货长度达到25m～28m，相应的挤压锭坯尺寸达到Φ785mm×2000mm。

随着我国航天航空工业、轨道交通、军用车辆以及舰船制造装备业的快速发展，尤其是我国大飞机项目的启动，迫切需求国内低成本地生产出高品质6xxx系超大规格铝合金挤压材。其中，保证超大规格6xxx系铝合金挤压材具有高性能的关键在于获得高品质大尺寸铝合金铸锭以满足挤压比的要求。国内东北轻合金有限责任公司及吉林迈达斯有限公司采用铝锭重熔方法已经生产出6xxx系铝合金挤压材，但是合成的铝合金铸锭尺寸普遍较小，更重要的是，国内甚至国际基本上均采用铝锭重熔方法制造6xxx系铝合金挤压材。

采用电解铝液直接生产铝合金铸锭具有显著的节能降耗减排放的作用，是一种降低成本、绿色环保的铝合金铸锭制备方法，已经广泛应用于欧美等发达国家。近十年来，我国也开始采用高温电解铝液直接生产铝合金铸锭。由于电解铝液具有温度高、夹杂多、含气及含钠多的特点，且电解铝液组织对合金铸锭显微组织具有遗传效应，因此，由电解铝液直接制备的合金显微组织与由铝锭重熔制备的合金组织不尽相同。目前国内外采用电解铝液直接生产的铸锭主要是针对合金化程度较低且尺寸较小的铝合金，采用电解铝液半连续铸造(DC)方法制备大规格6xxx系铝合金挤压材鲜有报道。尽管国内已经利用电解铝液直接合金化制备得到6063和6201等合金铸锭，但制备的合金铸锭规格均较小，不超过310mm，不能满足我国发展轨道列车用6系铝合金大规格型材的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种6系铝合金的制备方法，该方法采用电解铝液半连续铸造得到大直径6系铝合金铸锭。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：

将电解铝液、Mg、Cu、Al-Mn中间合金和Al-Si中间合金在熔炼炉中合金化，得到第一合金熔液；

将所述第一合金熔液在可倾翻式保温炉中进行精炼、除气、除渣、搅拌和扒渣处理后，加入Al-Ti-B中间合金进行细化处理，得到第二合金熔液；

利用半连续铸造法对所述第二合金熔液铸造，铸造速度为15～35mm/min，铸造温度为710～730℃，得到6系铝合金铸锭。

优选的，所述第一合金熔液的温度为740℃～770℃。

优选的，还包括：

向所述第一合金熔液中加入铝锭控制所述第一合金熔液的温度。

优选的，所述铸造温度为720～730℃。

优选的，所述半连续铸造法采用立式半连续铸造机。

优选的，所述立式半连续铸造机包括直径为815～820mm的结晶器。

优选的，所述结晶器的直径为817mm。

优选的，所述半连续铸造法中冷却水量为7m³/t～10m³/t。

优选的，所述6系铝合金铸锭的直径为815～820mm。

优选的，所述6系铝合金铸锭的直径为817mm。

本发明提供一种6系铝合金的制备方法，包括以下步骤：将电解铝液、Mg、Cu、Al-Mn中间合金和Al-Si中间合金在熔炼炉中合金化，得到第一合金熔液；将所述第一合金熔液精炼、除气、除渣、搅拌和扒渣处理后，在线加入Al-Ti-B中间合金进行细化处理，得到第二合金熔液；利用半连续铸造法对所述第二合金熔液铸造，得到6系铝合金铸锭。与现有技术相比，本发明以电解铝液为原料，控制铸造温度与铸造速度，利用半连续铸造法制备得到6系铝合金铸锭。实验结果表明，本发明制备的6系铝合金铸锭具有化学成分稳定性好、铸锭表面质量良好、铸锭显微组织均匀致密和热加工性能良好等特点，更重要的是，本发明制备的合金铸锭直径可达到817mm，铸锭长度为6.5～7m，可以满足我国发展轨道列车用6系铝合金大规格型材的需求。

具体实施方式