[发明专利]用于刹车片铝合金型材生产工艺

权利要求书

1.一种用于刹车片铝合金型材生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)配料：基体采用40％的99.70牌号铝锭和60％的6系合金废料，添加元素时，由于Al-Si中间合金熔点低，易熔化，以含Si量20％的Al-Si中间合金加入，Cu、Mg以纯金属的形式加入，Cr、Ti以金属添加剂的形式加入；

(2)熔炼工艺：采用22吨蓄热式天然气燃气炉熔炼，熔炼温度按理论一般应选在高于合金液相的50℃-100℃，但为了防止在熔炼过程中产生初晶硅，熔炼温度应相对高一些，故选在了730℃-750℃，为保证化学成分和熔体纯洁度，投料前需彻底清炉，然后在炉子的熔池部分均匀地撒上一层精炼剂，由于充分的搅拌熔体，可以防止初晶硅的产生，因此在熔炼过程中使用永磁搅拌器对熔体进行三次充分地搅拌，每次搅拌10分钟，正反转各5分钟，取样时温度为720℃以上，且取样前预先对取样勺、试样模充分加热，以防止试样出现偏析现象；

(3)倒炉、熔体的一次净化及静置：熔炼炉内熔体温度达到750℃以上，炉前化学成分分析合格后即可倒炉，由于该合金硅含量较高，极易吸气，会使铸锭中产生气孔、疏松等缺陷，因此在熔铸过程中，采用了二次净化，第一次净化是在静置炉中进行，熔体倒入静置炉后，用氩气向熔体中喷吹精炼剂，精炼剂用量1.5kg/t，精炼时间10-15min，精炼完成后扒净表面浮渣，在炉体表面撒上10Kg覆盖剂，静置30min后开始铸造；

(4)Al-Ti-B丝的加入：为细化铸锭的晶粒，铸造时，在静置炉流口处用Al-Ti-B丝机加入Al-Ti-B丝，加入量500mm/min；

(5)熔体的二次净化：为进一步提高熔体的纯洁度，在铸造过程中用在线式除气机对熔体进行第二次净化，除气机转子的转速350r/min，工作时氩气用量1.8m3/h；

(6)过滤：为减少熔体中的氧化夹杂物，提高铸锭的内部纯洁度，铸造过程中用30ppi和50ppi陶瓷过滤片串接起来对熔体进行双级过滤；

(7)铸造：铸造时采用φ384mm热顶同水平铸造法，主要是因为该模具具有结晶器矮，铸造速度快，冷却强度大等特点，这不仅有利于铸造晶粒的细化，还可以减少铸锭的疏松程度，增加其致密度，在铸造时铸造温度应相对高一些，这有利于减少初晶硅的形成；

(8)铸锭的组织均匀化：由于采用半连续铸造时冷却强度大，不可避免地会产生不平衡结晶和内应力，为消除铸锭的内应力及化学成分、组织的不均匀性，改善铸锭的加工性能，使最终制品获得良好的力学性能，需对铸锭进行均火，根据该合金的特性，均火温度不能太高，加热速度不能太快，保温时间不可过长。因此确定该合金的均火工艺为均火温度540±5℃，均火时升温速度＜80℃/h，保温时间7h，冷却时转入冷却炉先强风冷2h，再水冷0.5h，最后出炉；

(9)铸锭的机械加工及组织性能检验：根据生产实际需要，将铸锭锯切成要求尺寸的毛料，并根据规定在铸锭的相应位置切取低倍、高倍、性能试样进行检验，一切合格后方可发往下一道工序；

(10)挤压：根据合金的特性和型材的断面尺寸，安排在56MN挤压机上挤压，由于该合金的变形抗力较大，塑性较差，为保证制品获得最佳的力学性能和表面质量，选定挤压工艺如下，铸锭上机温度380±20℃，挤压筒温度420℃，模具上机温度450±20℃，挤压速度8-9m/min；

(11)淬火：由于该合金中存在着多元共晶不平衡组织，经固溶热处理后，CuAl2、Mg2Si等可以溶入α(Al)中，使合金的强度得以提高，但在淬火时，淬火温度不宜过高，因为合金中的不溶相，在淬火加热时的高温作用下会发生球化集聚而长大，温度越高，保温时间越长，则球化集聚现象越明显，尤其是合金中的共晶硅淬火加热会明显地球化和集聚，不溶相的球化和长大会使制品的力学性能恶化，此合金选在25米立式淬火炉淬火，淬火温度510-520℃，加热时间80min，然后以最快的速度将其浸入温度25℃的水中；

(12)拉伸矫直：由于该合金制品的强度高，且横断面较大，故型材在淬火后要在2500t拉伸机上，变型量0.8％-1.0％的条件下拉伸较直；

(13)时效：时效时，如采用时效温度过高或保温度时间过长的过时效，制品的强度虽然可以提高，但塑性会下降，为保证该制品的综合性能，经考虑该选用欠时效工艺，即时效温度为165±5℃，保温度时间3h；

(14)型材的组织性能检验：按规定在型材纵向的边部、中部切取低倍、高倍、性能试样进行检验。