[发明专利]一种7A09铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种7A09铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金。

背景技术

铝合金是以铝为基体元素的合金总成，主要包括的合金元素由铜、硅、镁、锌、锰，还包括镍、铁、钛、铬、锂等合金元素。铝合金的密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，是在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中应用最广泛的一类有色金属材料，其使用量仅次于钢。

通常屈服强度500MPa以上的铝合金被称为超高强度铝合金，他们是以AL-Zn-Mg-Cu系和Al-Zn-Mg系为主的可热处理强化的铝合金，自上世纪中叶以来，为了提高Al-Zn-Mg系铝合金的力学性能，并解决高锌、高镁铝合金中严重存在的应力腐蚀问题，国外在该类铝合金中添加Cu、Cr、Mn等元素，由此产生了一系列的新型AL-Zn-Mg-Cu超硬铝合金。由于它具有高的比强度和硬度、良好的热加工性、优良的焊接性能、高断裂韧度，以及高抗应力腐蚀能力等优点而广泛应用于航空航天领域，并成为这个领域中重要的材料之一。

但是，现有的7A09铝合金普通铸造锭坯的探伤合格率较低，仅为80％左右，致使整体的生产成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种7A09铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金，本发明提供的热顶铸造工艺制造的7A09铝合金的铸造锭坯的探伤合格率较高，能够达到97～99％。

本发明提供一种7A09铝合金的热顶铸造工艺，包括以下步骤：

A)将Cu源、Mg源、Cr源、Zn源、Be源、和Al源进行熔炼，得到熔炼物；

B)将所述步骤A)得到的熔炼物依次进行在线除气、在线过滤和在线细化，得到在线处理产物；

C)将所述步骤B)得到的在线处理产物进行铸造，得到7A09铝合金；所述铸造的速度为15～25mm/min；

所述7A09铝合金包括以下质量分数的组分：1.2～2.0％的Cu、2.0～3.0％的Mg、0.16～0.30％的Cr、5.1～6.1％的Zn、0-0.0009％的Be、和余量的Al。

优选的，所述熔炼炉气的温度为800～1050℃。

优选的，所述步骤A)具体包括以下步骤：

将Cu源、Cr源、Zn源和Al源进行熔炼，待熔体全部融化后，加入Mg源和Be源，进行熔炼，得到熔炼物。

优选的，所述在线除气的温度为715～725℃；

所述在线除气的气体流速为25～35L/min。

优选的，所述在线细化采用Al-5Ti-B丝进行。

优选的，所述铸造的速度为18～22mm/min。

优选的，所述铸造的温度为730～760℃。

优选的，所述铸造过程中冷却水的流量为14～30m³/h。

优选的，当所述铸造的长度在0mm～300mm之间时，所述铸造过程中冷却水的流量为14～16m³/h；

当所述铸造的长度＞300mm时，将所述铸造过程中冷却水的流量以(1m3/h)/50mm的速度增加，直到所述冷却水的流量达到28～30m3/h。

本发明还提供如上述技术方案所述的热顶铸造工艺制得的7A09铝合金。

本发明提供了一种7A09铝合金的热顶铸造工艺，包括以下步骤：A)将Cu源、Mg源、Cr源、Zn源、Be源和Al源进行熔炼，得到熔炼物；B)将所述步骤A)得到的熔炼物依次进行在线除气、在线过滤和在线细化，得到在线处理产物；C)将所述步骤B)得到的在线处理产物进行铸造，得到7A09铝合金；所述铸造的速度为15～25mm/min；所述7A09铝合金包括以下质量分数的组分：1.2～2.0％的Cu、2.0～3.0％的Mg、0.16～0.30％的Cr元素、5.1～6.1％的Zn、0-0.0009％的Be、和余量的Al。本发明提供的热顶铸造工艺采用了较低的铸造速度，以减小铸锭的中心裂纹倾向，而且，铸锭也不会出现严重冷隔产生横向裂纹，提高了铸锭成型率，并且，本发明在铸造前对合金进行了细化，提高了铸锭内部冶金质量，结果表明，采用本发明提供的热顶铸造工艺得到的7A09铝合金的探伤合格率在97～99％，铸锭晶粒度为Ⅰ级。

具体实施方式