[发明专利]一种高镁铝合金的铸造方法

说明书

本发明公开了一种高镁铝合金的铸造方法，属于合金制备领域，其技术方案要点是：S1：备料，准备铝锭、镁锭及其它所需合金元素；S2：熔炼铝锭，待铝锭熔化后，加入其它所需合金元素；S3：加入精炼剂，充分搅拌后，静置，加入镁锭，直至镁锭全部熔化；S4：加入晶粒细化剂，扒渣；S5：采用旋转结晶法制备高镁铝合金铸锭，旋转结晶时，旋转速度为300~3000rpm，重力系数G为50~300，浇注温度为700~760℃；将制得的铸锭冷却至室温。本发明的优点是通过提供一种高镁铝合金的铸造方式，制备具有更高铸造性能和变形性能的铝合金。

技术领域

本发明涉及合金加工领域，具体涉及一种高镁铝合金的铸造方法。

背景技术

当前时代背景下，轻质高强材料逐渐取代钢铁材料成为人们生产、生活的一种趋势，尤其是铝-镁系合金以其密度低、强度高、耐腐蚀性好等优点成为人们研究的热点。

目前常用的铝-镁系合金中镁元素的含量一般低于7wt％，虽然铝-镁系合金的密度近似钢的1/3，但强度仍和钢铁有一定差距，这就是目前铝-镁系合金不能大幅度取代钢铁的原因之一。传统方式制备的铝-镁系合金组织中多有缩松存在，其降低材料致密度，从而使材料的力学性能变差，同时镁在铝中的溶解度随温度的降低而急剧降低，在晶界上析出大量呈网状分布的脆性β(Mg₂Al₃)相，降低了铸态组织的力学性能，也使铸锭后续热处理工艺成本和不确定性增加。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高镁铝合金的铸造方法，其优点是：通过提供一种高镁铝合金的铸造方式，制备具有更高力学性能的铝合金。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

S1：备料，准备铝锭、镁锭及含其它所需合金元素；

S2：熔炼铝锭，待铝锭熔化后，加入其它所需合金元素；

S3：加入精炼剂，充分搅拌后，静置，加入镁锭，直至镁锭全部熔化；

S4：加入晶粒细化剂，扒渣；

S5：采用旋转结晶法制备高镁铝合金铸锭，旋转结晶时，旋转速度为300～3000rpm，重力系数G为50～300，浇注温度为700～760℃；将制得的铸锭冷却至室温。

通过上述技术方案，精炼剂的加入可以对铝熔体进行除气，经过精炼处理后，合金液中因为气体含量已大量减少，故在凝固时试样表面变得光滑，气孔数量和尺寸明显减小，从而提高了产品的表面性能。在旋转结晶的过程中向熔体施加更大的离心力，可以增加镁元素在基体中的固溶度，减少镁元素在凝固过程中的析出，同时还能够提高熔体的充型能力，减少铸造组织中的缩松，提高组织致密度。而且在旋转结晶的过程中产生振动，增加熔体中的形核进而达到细化晶粒的效果。

本发明进一步设置为：步骤S5中旋转结晶时，保持旋转与浇注均处于氮气保护氛围中。

本发明进一步设置为：步骤S1中备料的合金元素的质量百分比如下：

Mg：7～13％、Mn：0～1.0％、Cr：0～0.5％、Sc：0～0.35％、Zr：0～0.3％、Ti：0.005～0.2％、Be：0.0001～0.01％，剩余部分由铝及其不可避免的杂质元素组成。

通过上述技术方案，镁含量增加，镁添加量为7～13wt％，使镁原子以固溶强化和弥散强化的方式进一步提高铝-镁合金强度。同时加入Mn、Cr、Sc、Zr、Ti等合金元素，这些合金元素能够以不同的方式强化基体。

本发明进一步设置为：步骤S2中合金元素以中间合金的形式加入。

本发明进一步设置为：步骤S3中加入精炼剂进行处理并静置10～30min，加入精炼剂时熔体温度为720～760℃。