[发明专利]一种7A85铝合金的热顶铸造工艺及7A85铝合金铸锭

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7A85铝合金的热顶铸造工艺及7A85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(简称7xxx系铝合金)，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。

其中，7xxx系铝合金中的7A85铝合金为航空业较为理想的结构材料，7A85铝合金用于制造飞机的主要受力构件，如机身框架、隔板、机翼壁板、翼梁、翼肋、起落架支撑梁等。7A85铝合金的生产工艺包括熔炼、在线处理和铸造，但是，现有的7A85铝合金的热顶铸造工艺生产的锭坯探伤合格率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种7A85铝合金的热顶铸造工艺及7A85铝合金铸锭，本发明提供的7A85铝合金的热顶铸造工艺得到的铝合金探伤合格率较高。

本发明提供一种7A85铝合金的热顶铸造工艺，包括以下步骤：

A)将Cu源、Mg源、Zn源、、Zr源和Al源混合后进行熔炼，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7A85铝合金锭坯，所述铸造的速度为8～14mm/min。

优选的，所述步骤A)具体包括以下步骤：

将Cu源、Zn源、、Zr源和Al源混合后进行熔炼，待熔体全部融化后，加入Mg源和0-0.0009％的Be，进行熔炼，得到熔炼物。

优选的，所述熔炼的温度为800～1050℃。

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；

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9～13mm/min。

优选的，所述铸造的温度为650～770℃。

优选的，所述铸造中冷却水的流量为10～20m³/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10～11m³/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19～20m³/h。

优选的，所述步骤C)还包括以下步骤：

将所述步骤C)得到的7A85铝合金进行均匀化热处理，得到热处理的7A85铝合金；

所述均匀化热处理的保温温度为460～470℃；

所述均匀化热处理的保温时间为30～35小时。

本发明提供如上述技术方案所述的热顶铸造工艺制得的规格为Φ850的铝合金铸锭。

本发明提供一种7A85铝合金的热顶铸造工艺，包括以下步骤：A)将Cu源、Mg源、Zn源、Zr源和Al源混合后进行熔炼，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7A85铝合金锭坯，所述铸造的速度为8～14mm/min。本发明提供的热顶铸造工艺采用适当的铸造速度、能够防止铸造时的铝熔体泄露，减少铸锭中心的裂纹倾向以及铸锭表面的拉裂倾向。提高铝合金的探伤合格率，实验结果表明，本发明提供的航空用铝的热顶铸造工艺制得的7A85铝合金的探伤合格率为97～99％。

附图说明