[发明专利]一种利用超声波铸造大尺寸高质量铝合金锭坯制备工艺

说明书

本发明公开了一种利用超声波铸造大尺寸高质量铝合金锭坯制备工艺，包括以下步骤：将两个超声波发生器探头进行预热，预热温度大约为600～700℃左右，之后将2000W和3000W的超声一起加入到DC铸造结晶器中；两个超声头均插入在结晶器的边部熔体下面，插入液面下深度为100mm，熔体处理温度控制在720℃左右，同时开启超声波发生器一直到铸造结束。本发明避免了单独超声导致的组织不均匀现象，同时利用两个超声各自的优点，可大幅度细化凝固组织，所设计的制备工艺简单，不需要辅助设备，本发明中得到的铸锭晶粒尺寸细小、组织均匀。

技术领域

本发明属于金属铸锭加工技术领域，具体涉及一种利用超声波铸造大尺寸高质量铝合金锭坯制备工艺。

背景技术

铝合金材料的大量缺陷都是在合金铸造时产生的，其中相当一部分缺陷是在后续加工和热处理中难以修复的。因此，铸造已不再是只作为材料成型的手段，而更重要的是作为材料质量控制的第一个重要环节。通常对于需要通过锻造、挤压和轧制等压力加工工艺进行变形的合金来说，半连续直接水冷(DC)铸造是提供变形合金锭坯的主要方式。该DC铸造技术方法由于工艺流程简单，结晶速度快，避免了倾斜模铸造的湍流，改善了锭坯的晶内结构，减少了化学成分区域偏析，减少了氧化夹杂和锭坯中心的组织疏松，并且能够实现生产工艺过程的连续化和自动化，铸锭质量和生产率高。近五十年里，该技术已经成为有色金属合金工业生产中极为重要的变形坯料生产手段，是铝合金和铜合金也是镁合金制坯的主要方法。但是，此方法生产的大铸锭具有偏析严重、组织不均匀及吸氢严重等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用超声波铸造大尺寸高质量铝合金锭坯制备工艺，可以有效的解决生产的大铸锭具有偏析严重、组织不均匀及吸氢严重等问题。

针对现有技术存在的问题，本发明提供铝合金锭坯制备技术方法，可大幅度使铸锭的成分均匀、组织细小及力学性能优良。

本发明的技术方案包括以下步骤：

(1)将两个超声波发生器探头进行预热，预热温度大约为600～700℃左右，之后将2000W和3000W的超声一起加入到DC铸造结晶器中；

(2)两个超声头均插入在结晶器的边部熔体下面，插入液面下深度为100mm，熔体处理温度控制在720℃左右，同时开启超声波发生器一直到铸造结束。

本发明的有益效果为：

1.本发明避免了单独超声导致的组织不均匀现象，同时利用两个超声各自的优点，可大幅度细化凝固组织；

2.本发明中所设计的制备工艺简单，不需要辅助设备；

3.本发明中得到的铸锭晶粒尺寸细小、组织均匀。举例说明：比如(2000W+3000W)复合超声处理后，边部从未处理的410μm降低至150μm，降低了63.4％；而1/2半径部位从未处理的320μm降低至76μm，降低了76.3％；而中心部位晶粒尺寸从220μm降至98μm，降低了55.5％。整体超声细化效果都比较好，组织也比较均匀。

附图说明

图1为本发明2000W超声处理的铝合金凝固显微组织。

图2为本发明3000W超声处理的铝合金凝固显微组织。

图3为本发明(2000W+3000W)超声处理的铝合金凝固显微组织。

图4为本发明(2000W+3000W)超声处理的统计的铝合金晶粒尺寸大小。

具体实施方式

下面对结合附图对本发明的较佳实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。