[发明专利]一种有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺

权利要求书

1.一种有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺，其特征在于：所述6系铝合金型材中各元素组成的质量百分比为：镁0.4％～1.6％、纳米硅0.6％～1.7％、锰0.2％～0.4％、锆0.05％～0.15％、钕0.03％～0.09％、钒0.04％～0.08％、镧0.05％～0.08％、锗0.2％～0.5％、纳米硼化硅0.5％～0.9％、纳米氮化硅0.4％～0.9％、镍0.1％～0.3％、钛0.1％～0.6％、铁0.5％～1.1％、孕育剂0.1％～0.5％、钌0.02％～0.05％、石墨烯1.5％～3.5％，余量为铝；

所述有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺具体包括有以下步骤：

1).升温熔融：将熔炼炉抽真空，并充入足够量的氮气，采用梯度升温的方式，温度梯度首尾温差相差为20～80℃，将熔炼炉温度升至750～850℃，将金属原材料精确配料加入到熔炼炉中；

2).控制熔炼：控制熔炼炉的温度为800～850℃，加入铝合金孕育剂，搅拌熔炼1～10h至熔体完全混合均匀，并保温5～10h；

3).匀质处理：采用梯度降温的方式降温至650～750℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃，对熔融合金进行半固态匀质处理，处理时间为3～10h，得到半固化匀质处理的铝合金浆料；

4).二次熔炼：采用梯度升温的方式升温至800～850℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃，将熔体搅拌均匀后加入精确配料的纳米硅、纳米氮化硅、纳米硼化硅、石墨烯，再次加入铝合金孕育剂，搅拌熔炼2～5h至熔体完全混合均匀，并保温3～8h，得到二次熔炼合金液；

5).模具加热：将浇筑模具清理干净，采用梯度升温的方式升温至550～650℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃；

6).熔体浇筑：采用梯度降温的方式降温至650～700℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃，将二次熔炼的合金液浇筑在加热后的模具中进行浇筑铸造作业；

7).冷却成型：将浇筑后的铝合金采用风冷的方式梯度冷却至170～180℃，再恒温2～5h，再梯度升温至500～600℃，恒温3～8h；采用雾冷的方式将铝合金梯度降温至165～170℃，恒温2～5h，再梯度升温至500～600℃，恒温3～8h；采用间接水冷的方式将铝合金梯度降温至80～90℃，恒温3～20h；再将铝合金自然冷却至室温；

8).脱模加工：将铝合金进行脱模处理，去除坯料，将铝合金切割至所需形状，再对铝合金表面进行打磨抛光加工。

2.根据权利要求1所述的有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺，其特征在于：所述加强熔铸工艺中步骤2的铝合金孕育剂包括有锶0.03％～0.05％、铈0.01％～0.03％、钪0.05％～0.08％、钡0.05％～0.08％，余量为铝。

3.根据权利要求1所述的有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺，其特征在于：所述加强熔铸工艺中步骤3匀质处理的具体步骤为：

1).先梯度降温的方式降温至650～750℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃，使得熔体中的少量金属进行固化，形成细微晶体，再将半固化熔体浆料进行搅拌均匀；

2).在铝合金半固化熔体浆料中通入频率均匀变化的高频交流电，对熔体浆料进行匀质处理；

3).在铝合金半固化熔体浆料进行频率均匀变化的高频交流电匀质处理的同时，启动超声波对熔体浆料进行超声处理。

4.根据权利要求1所述的有效提高6系铝合金型材强度的加强熔铸工艺，其特征在于：所述加强熔铸工艺中步骤4在二次熔炼后进行了二次匀质处理，二次匀质处理的具体步骤为：

1).先梯度降温的方式降温至650～750℃，温度梯度首尾温差相差为20～50℃，使得熔体中的少量金属进行固化，依靠在纳米硅、纳米氮化硅、纳米硼化硅形成细微晶体，再将半固化熔体浆料进行搅拌均匀；

2).在半固化熔体浆料的四周通入正交错位的匀速变化的交变电磁场，对熔体浆料进行匀质处理；

3).在铝合金半固化熔体浆料进行交变电磁场匀质处理的同时，启动超声波对熔体浆料进行超声处理。