[发明专利]一种超大规格高镁含量铝合金扁锭及其制造方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种铝合金加工方法，尤其是一种超大规格高镁含量铝合金扁锭及其制造方法。

背景技术

高镁含量5XXX系铝镁合金具有密度小，比强度高的特性，被广泛应用于航空航天、交通运输、模具制造以及其它民用领域。工业领域对大规格高镁含量5XXX系铝合金扁铸锭的需求相对较大，但是大规格高镁含量5XXX系铝合金扁铸锭铸造非常困难，容易产生各种铸造缺陷和差的铸锭质量，这是因为：

1、随着镁含量的增加，其结晶区间增大，在铸造过程中产生大的铸造应力，极易导致铸锭开裂。

2、高镁5XXX系铝合金熔体的黏度加大，熔体易产生氧化夹渣，其表面氧化膜强度低，因此高镁含量5XXX系铝合金扁随着镁含量的增加其产生表面拉裂缺陷倾向加大。

3、随着镁含量增加，铝液表面氧化膜吸氢的倾向性增大，造成熔体氢含量增加，易使铸锭产生气孔、疏松等缺陷。

4、随着扁锭规格的增大，特别是铸锭厚度增加，易导致扁锭结晶组织不均匀，铸锭存在明显的镁偏析。

由于以上原因，国内目前生产的含镁高于3.5%的5XXX系铝合金扁锭规格普遍较小，厚度多在600mm以下，还不具备生产650mm以上厚度的高镁铝合金扁锭的技术。

现有技术无法克服大规格高镁5XXX系铝镁合金扁铸锭铸造时易产生裂纹，铸锭易产生镁偏析和晶粒粗大、疏松等缺陷的问题，不能生产质量优良的大规格高镁5XXX系铝镁合金扁铸锭。

发明内容

本发明的目的在于解决铸造大规格高镁5XXX系铝镁铝合金扁锭时易开裂，铸锭组织晶粒粗大，表面偏析严重，容易产生疏松缺陷等问题，铸造出无冶金缺陷，晶粒度小于1级的，最大厚度达到1000mm、最大宽度达到2670mm、最大长度可达8000mm的超大规格高镁含量5XXX系铝合金扁锭，扩大应用范围。

本发明采取的技术方案如下：

一种超大规格高镁含量铝合金扁锭，其特征在于：按质量百分比由Si＜0.35%,Fe＜0.35%,Cu＜0.15%,Mn=0.20%～1.0%,Mg=4.0%～6.5%,Cr＜0.25%,Zn＜0.25%,Ti＜0.15%, Be=0.0002%～0.0045%,B＜0.005%,Na＜0.0003%,其余为Al和不可避免的其它杂质制成。

所述不可避免的其它杂质系指每种杂质＜0.05%, 其它杂质总量＜0.15% 。

所述扁锭最大厚度达到1000mm，最大宽度达到2670mm，最大长度达到8000mm。

超大规格高镁含量铝合金扁锭的制造方法，其特征在于按如下步骤进行：

（1）、按权利要求1所确定的合金元素的质量百分比，分别称取重熔用铝锭、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝铍中间合金，然后将重熔用铝锭、铝锰中间合金、纯镁锭、铝铬中间合金加入到干燥的熔炼炉中进行熔炼成铝液；在熔炼过程中打开电磁搅拌器进行充分搅拌；除了钛元素、铍元素外，其它合金元素成分调整合格后，铝液温度调整到740~750℃之后转到保温炉；

（2）、在保温炉加入铝钛中间合金和铝铍中间合金，进行电磁搅拌和炉内精炼，精炼气体为氩气与氯气的混合气体；氩气与氯气的体积百分比为氩气：氯气=8~9：2~1，精炼时间15~20分钟，保温炉熔体温度调整到685~730℃；

（3）通过3级或3级以上连续在线除气工艺和CFF在线过滤对步骤二得到的熔体进行除气精炼和过滤除渣；精炼气体为氩气和氯气的混合气体，氯气所占体积比为0.5%~3%,氯气流量为15~20L/min；在线过滤装置所用泡沫陶瓷过滤板孔隙率为30ppi；经过在线除气和过滤除渣后，应使铝合金熔体氢含量≤0.11ml/100gAl,碱金属钠的含量降低到Na＜0.0003%；

（4）将步骤3得到的铝液放流到分配流槽，进入到事先准备好的油润滑扁锭结晶器进行铸造；

（5）扁锭均匀化退火处理，均匀化退火工艺为： 420±10℃保温1~5小时＋510±20℃保温8~18小时。