[发明专利]一种低压浇注铝合金熔体氩气保护旋吹精炼的方法

说明书

一种低压浇注铝合金熔体氩气保护旋吹精炼的方法，将铝合金料进行化料；待化料结束后，采用精炼装置对铝液进行氩气旋吹精炼，精炼完成后，将铝合金金属液静置；模壳造型待浇注；铸件采用连接有压缩空气机的低压浇注设备通过低压浇注工艺进行浇注。解决了低压铸造铝合金熔体含量较大的问题，提高了铝合金的致密度和承压能力，避免了铝合金因熔体含气量较大而出现冶金质量不稳定甚至报废的情况，保证了铸件生产成本的大幅度降低。本发明中精炼后每100g试样含氢量小于0.1mL，在降低铝合金熔体含气量的同时，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及一种低压浇注铝合金熔体氩气保护旋吹精炼的方法，该方法适应于低压浇注方式，采用氩气旋吹精炼铝合金熔体。

背景技术

随着航空航天领域的迅速发展，对材料的性能和零件的生产效率要求越来越高。铝合金制件因其质轻、耐蚀性好、拉伸性能良好、易于快速铸造生产等特点，近年来被越来越多的使用。特别是Al-Si系合金具有较高的力学性能以及易于成型等特点，而且体积稳定性优异，目前已经被广泛应用于国内各种轻型发动机。近年来国内高性能铝合金铸件的生产大都使用反重力浇注方式，反重力铸造利用外加压力使金属液沿着与重力相反的方向自下而上充型并凝固成形，其具有充型平稳、充型速率可控、温度场分布合理及有利于铸件凝固补缩的特点，生产出的铸件力学性能好、组织致密、铸造缺陷少。但是Al-Si系合金的熔体含气量较高，铝合金熔体含气量的控制对铸件避免疏松、气孔、夹杂等缺陷的形成具有重要意义，并且直接影响铝铸件的物理性能、力学性能以及最终的使用性能。目前国内铝合金铸件生产厂家多数采用氯化物精炼，但这种精炼方式往往会受到现场操作方式的影响，而且精炼过程中会产生大量毒气，污染环境，对设备腐蚀也比较严重。因此现阶段铝合金熔体精炼方式已经不能满足高冶金质量、高性能航空航天用铝合金以及环境保护的要求。

近年来发展迅速的高纯氩气旋吹精炼方法对铝合金熔体具有比较好的精炼效果，而且无污染性、生产过程易于操作、精炼效果稳定，已经得到了广泛的应用。其原理主要是在精炼熔池之中设置可以旋转的气体喷头，使精炼气体通过旋转喷头喷出，形成细小气泡，并通过转子的搅动，使气泡均匀分布到整个熔池之中，从而获得较好的精炼效果。但是铝合金熔体含气量会受到原材料、熔炼化料过程、精炼工艺参数和过程等因素的影响，特别是当铝合金采用反重力浇注方式时，需要对金属液上端使用压缩空气进行充压、保压以形成压差和金属液压力凝固环境，不可避免的会带入一部分潮湿的空气提高铝合金熔体含量。铝合金精炼过程中每一种因素的不稳定都会导致精炼效果出现差异。铝合金铸件含气量的增加，会导致铝合金针孔、诱导疏松和缩孔的形成，降低铝合金的冶金质量，对其力学性能和承压能力都有显著的影响。因此现阶段迫切需要找到一种合理的方法，为高性能、高致密性、高冶金质量铝合金低压浇注铸件生产提供坚实的基础。

发明内容

为克服现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种低压浇注铝合金熔体氩气保护旋吹精炼的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种低压浇注铝合金熔体氩气保护旋吹精炼的方法，包括以下步骤：

步骤1：将铝合金料进行化料；

步骤2：待化料结束后，采用精炼装置对铝液进行氩气旋吹精炼，氩气旋吹精炼的工艺参数如下：转速为300r/min，通气量为0.4～0.6m³/h，精炼温度710～720℃，精炼时间为15min；

步骤3：精炼完成后，将铝合金金属液静置；

步骤4：模壳造型待浇注；

步骤5：铸件采用连接有压缩空气机的低压浇注设备通过低压浇注工艺进行浇注，其中，低压浇注工艺的参数为：铸型温度：室温，浇注温度：730～740℃，升液、充型的速度均为：50～150mm/s，凝固压力差：25～45KPa；

步骤6：清理步骤5中铸件表面模壳，切除浇冒口，打磨铸件表面毛刺。