[发明专利]一种大规格空心铸锭及铸锭方法

权利要求书

1.一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，所述大规格空心铸锭以质量百分比计，其化学成分为：Si≤0.4%，Fe≤0.4%，Cu≤0.1%，Mn 0.7-1.1%，Mg 5.5-6.5%，Cr≤0.1%，Ni≤0.04%，Zn≤0.2%，Ti≤0.15%，Be 0.001-0.005%，Zr 0.05-0.15%，Na≤10ppm，Ca≤10ppm，余量为Al和不可避免的杂质元素，Fe＞Si且m%(Fe-Si)=0.06-0.1%；

所述铸造方法包括以下步骤：包括配料、熔炼净化、铸造和均质处理的步骤，具体步骤如下：

（1）配料；

（2）熔炼净化

（a）投料结构：采用自投固体方式投料，装炉顺序：99.85%高纯铝锭→一级废料，装炉时，熔炼炉的炉膛温度600-800℃，向熔炼炉中依次加入一级废料、99.85%高纯铝锭、和所装铝锭的90%的中间合金的顺序先后装炉，AlTi合金及Mg在熔炼炉取样搅拌前加入；

（b）有效控制Na含量＜10ppm和熔铸时间：除所有使用无Na熔剂外，采用700-750℃的高温熔炼；缩短熔炼时间为4-6h，炉料下塌后撒无钠覆盖剂pyrotek无钠C2，均匀地撒入无钠覆盖剂全面覆盖，炉料全部熔化后对合金熔体进行测温；

（c）提高熔体的纯净度：将步骤b得到的合金熔体导入保温炉内，向保温炉内加入精炼剂，精炼剂用量为1.5-2kg/tAl，精炼后均应撒入10-15kg无Na覆盖剂彻底覆盖；熔炼时间为4-6h，精炼后扒渣完毕到铸造前的静止时间1-1.5h；保温炉炉内除气，炉底透气砖自下而上吹气30-35min，后续在线处理过程中，经过除气箱再次进行除气，保证在线检测氢气含量＜0.15ml/100gAl；最后一道在线处理工序就是通过在线过滤箱，使用40-60ppi优质泡沫陶瓷过滤板，进行熔体过滤净化；

（3）铸造

根据本合金特点，加大铸造过程中二次冷却，以及选用优质晶粒细化剂进口AMG5Ti1B进行细化晶粒，铸造速度为14mm/min-20mm/min，冷却水流量为40-60m³/h，冷却水温20-30℃，送晶粒细化剂线杆的速度控制在20cm/min-30cm/min；

（4）均质处理

对步骤（3）所得合金铸锭进行两级均质处理方式：350±5℃×8h+465℃×24h；然后自然冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，所述大规格空心铸锭以质量百分比计，其化学成分为：Si≤0.15%，Fe≤0.25%，Cu≤0.05%，Mn 0.8-1.0%，Mg6.1-6.4%，Cr≤0.04%，Ni≤0.04%，Zn≤0.1%，Ti 0.03-0.05%，Be 0.001-0.003%，Zr 0.06-0.11%，Na≤10ppm，Ca≤10ppm，余量为Al和不可避免的杂质元素，Fe＞Si且m%(Fe-Si)=0.06-0.1%。

3.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（a）中根据一级废料形态，投料时先装入小块或薄片一级废料，然后加入棒头或其他大块一级废料。

4.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（a）中所述一级废料占金属原料的不超过40%。

5.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（b）中炉料全部熔化后，间隔1-1.5小时对熔体温度进行一次测温，确保熔体温度在700-750℃内，严禁超温；炉料全部熔化后，调整成分及精炼扒渣、调整温度转炉工艺时间控制在3-5h内。

6.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（d）在线除气过程中，在线监测氢气含量＜0.15mol/100gAl。

7.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（3）热顶工装增设电磁线圈（2），所述电磁线圈（2）位于冷却水装置水盘上板（1）和水盘下板（3）的水冷环腔中。

8.根据权利要求1所述的一种大规格空心铸锭铸造方法，其特征在于，步骤（4）两级均质处理具体为：炉气200℃入炉，使用阶梯升温控制程序，阶梯升温时间5h，加热至350±5℃，保温8h，二级升温1.5h加热至465±5℃，保温24h。