[发明专利]一种微合金化铝合金的铸造方法

说明书

本发明提供了一种微合金化铝合金的铸造方法，包括：熔体充型，将砂型放置于低压铸造机中隔板上，将热电偶末端与测温表连接，将微合金引入装置与低压电加热装置连接，将液位检测器与液位指示灯连接；当低压铸造机内铝合金熔体温度达到680‑710℃时开始充型；电加热，将低压电加热装置的电压控制为24‑36V，电流控制为2000‑2600A，加热时间控制为3‑7秒；冷却，电加热完成后，在微合金引入装置上的中空管内部通入压缩空气进行冷却，将压缩空气压力为0.3‑0.4MPa，通气时间为10‑20秒。本发明在铝合金铸造过程中能够通过微合金引入装置从砂型的局部位置引入微合金，进而实现铸造铝合金局部或区域微合金化，使得铸造铝合金局部强韧性好，能够满足海洋装备用铸造铝合金长期服役要求。

技术领域

本发明涉及一种铝合金铸造工艺，具体是一种微合金化铝合金的铸造方法。

背景技术

近年来，随着在复杂海洋环境下服役的大型装备研制进度飞速发展，大型铝合金铸件作为海洋装备轻量化优化设计中的重点改进方向，已成为铝合金生产企业重点投入和关注的热点。在铸造铝合金领域，铸造性能优良、耐蚀性较好的铝硅系列合金和耐蚀性能优良、铸造性能一般的铝镁系列合金是海洋装备大型铸造铝合金构件主要采用的材料体系。但是随着铝硅和铝镁系列大型铝合金铸件在我国海洋环境下的长期服役，海洋装备上某些重要连接部位因为受到高频次冲击载荷、复杂应力的耦合作用，而导致局部破坏失效，严重影响了装备的性能。

研究表明，微合金化(本发明所述微合金化又称之为微合金引入)是挖掘铝合金潜力、改善铝合金性能的重要手段之一。CN102140589B公开了一种铝镁硅系铝合金的微合金化熔炼工艺，包括以下步骤：⑴将电解铝液转入熔炼炉，加入固态冷料并调整铝液温度为730-750℃；⑵将另一部分电解铝液转入中频感应炉，加入工业硅配制AlSi12铝液；⑶对AlSi12铝液进行精炼处理；⑷调整AlSi12铝液温度为750℃；⑸将AlSi12铝液在流槽内冲刷镁锭，再流入熔炼炉与步骤⑴处理的电解铝液混合；⑹开启电磁搅拌装置搅拌铝液；⑺取炉前样分析并进行成分微调；⑻精炼；⑼静置；⑽在线加入Al-5Ti-B晶粒细化剂线杆；⑾玻璃丝布过滤和双级陶瓷过滤板过滤；⑿油气润滑半连续铸造；⒀成品入库；所述步骤⑸中流槽为与水平面倾角呈40-50°度角的L型流道，其两端开口且四周密封；所述步骤⑹中电磁搅拌采用间歇式运行，共搅拌3次，每次搅拌时间为10-12分钟，间歇时间为5分钟。然而，该工艺难以满足海洋装备用铸造铝合金的强韧性质量要求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种微合金化铝合金的铸造方法，以满足海洋装备用铸造铝合金使用要求，尤其是铸造铝合金局部强韧性质量要求。

为了实现上述目的，本发明采用如下所述技术方案.

一种微合金化铝合金的铸造方法，包括熔体充型、电加热和冷却步骤，其特征在于步骤如下：

步骤1，熔体充型：在砂型上设置有浇铸通道和用于测温的热电偶，在浇铸通道部位设置有液位检测器，在砂型上需要引入微合金的部位设置有微合金引入装置；将砂型放置于低压铸造机中隔板上，将热电偶末端与测温表连接，将微合金引入装置上的中空管和外管分别与低压电加热装置连接，将液位检测器与液位指示灯连接；当低压铸造机内铝合金熔体温度达到680-710℃时，开始充型；

步骤2，电加热：开启步骤1中的低压电加热装置进行加热，将电压控制为24-36伏特，电流控制为2000-2600安培，加热时间控制为3-7秒；

步骤3，冷却：待步骤2中电加热完成后，在微合金引入装置上的中空管内部通入压缩空气进行冷却，将压缩空气压力控制为0.3-0.4MPa，通气时间控制为10-20秒；

采用上述技术方案，在铝合金铸造过程中能够通过微合金引入装置从砂型的局部位置引入微合金，进而实现铸造铝合金局部或区域微合金化，使得铸造铝合金局部强韧性好，能够满足海洋装备用铸造铝合金长期服役要求。