[发明专利]一种铝合金及其铸造方法

说明书

本发明提供了一种铝合金及其铸造方法。本发明中，先利用向熔融的铝液中添加纯硅获得铝合金硅锭，再将制得的硅锭作为中间合金，添加到熔融的铝液中获得铝合金铸锭。本发明还增加了对纯硅的净化处理，均匀化工序，不仅减少了铝液中杂质含量，而且由于铝合金硅锭属于中间合金，熔点低，调整成分时Si元素扩散更加均匀，极大的消除了Si元素偏析，获得的铸锭更加成分均匀。

技术领域

本发明涉及铝合金材料领域，具体涉及一种铝合金及其铸造方法。

背景技术

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。其中，6系铝合金又称“铝镁硅合金”，是热处理型的耐腐蚀性铝合金，强度和耐腐蚀性能较高，均匀性较好，是目前市场上较为流通的产品，在工程应用尤为重要，主要用于挤压型材。

在6系铝合金产品中，铝型材外壳是通常是在铝合金型材上加工出的外壳，灵活性高，且可以任意切剖。一般内部都有电路板卡槽，只要把电路板直接插入即可，无须再行固定，便捷性是其他种类的外壳无法比拟的。这种6系铝合金的外壳通常由铝合金圆铸锭一次压铸成型。

现有的常规6系铝合金外壳的生产过程中，通常都涉及对铝合金型材的表面进行相应的化学处理，然后抛光处理；其中磨砂的表面效果还需要进行喷砂处理；在此之后，为保证铝合金稳定，不被外界因素所干扰，还必须要进行阳极腐蚀处理，通过阳极腐蚀使表面被氧化，形成致密、坚硬的氧化膜，更加耐磨且不易沾污。这一过程，要求在最初的铝合金铸锭生产过程中，Si，Mg比例合理，杂质含量低，并且其中的添加元素，尤其是硅元素的分布要均匀，从而在阳极腐蚀过程中不出现黑丝黑线，得到表面色泽均匀的产品。

另一方面，在6系铝合金的生产过程中，需要向熔化后的铝液中添加硅元素。目前，添加硅元素的方式主要是纯硅(441等级，含硅90％)或速熔硅。由于纯硅元素熔点高(1414℃)，不易在铝液中扩散，在铝液中难以混合均匀，导致元素偏析；而且，直接使用纯硅或速溶硅，由于其杂质含量高，会导致铝液中的杂质含量升高，为后续的成分调整增加麻烦；并且，直接添加纯硅或速溶硅，铝液中容易产生Mg₂Si及Al₁₀Mn₂Si等副产物，导致固溶析出和元素偏析。这样生产出来的铝合金铸锭，经过后续加工制成型材，在阳极腐蚀之后，会在铝合金型材表面产生黑丝黑线，导致产品质量下降甚至报废。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种铝合金及其铸造方法。本发明中，先利用向熔融的铝液中添加纯硅获得铝合金硅锭，再将制得的硅锭作为中间合金，添加到熔融的铝液中获得铝合金铸锭。本发明还增加了对纯硅的净化处理，均匀化工序，不仅减少了铝液中杂质含量，而且由于铝合金硅锭属于中间合金，熔点低，调整成分时Si元素扩散更加均匀，极大的消除了Si元素偏析，获得的铸锭更加成分均匀。

本发明提供一种铝合金及其铸造方法，包括以下步骤：

(1)制备铝合金硅锭：将纯硅加入到熔化的第一铝合金原料中熔炼，经过铸造制得所述铝合金硅锭；

(2)熔化：将第二铝合金原料加入到熔炼炉的上炉中进行熔化，得到铝液；

(3)精炼：加入精炼剂，对熔炼炉的上炉中的液体进行精炼，去除铝液中的杂质；

(4)转炉：将铝液由上炉转移到下炉；

(5)成分分析：分析下炉中铝液的化学成分；

(6)成分调整：根据步骤(5)中的成分分析结果，与预设的铝合金中各元素的含量相比较，计算获得各种元素的差量，并补足不足量的元素；其中，根据硅元素的差量，称取步骤(1)所得的铝合金硅锭，加入下炉中补足硅元素；

(7)净化铝液：对获得的铝液进行在线除气除渣和过滤处理；

(8)铸造：采用热顶工艺铸造获得所需铝合金铸锭。