[发明专利]一种超大规格铝合金圆棒及其铸造方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金铸造领域，具体地说是涉及一种超大规格铝合金圆棒及其铸造方法。

背景技术

6061合金中的主要合金元素为Mg及Si，具有中等强度，良好的抗腐蚀性、可焊接性，且氧化效果好。广泛应用于要求有一定强度和抗腐蚀性高的各种工业结构件，如卡车制造，塔式建筑，船舶，电车，铁道车辆，家具等，也广泛应用于自动化机械零件、精密加工、模具制造、电子及精密仪器、SMT、PC板焊锡载具、航天固定装置、电器固定装置、通讯领域等。6061的化学成分和晶相组成都极为复杂，合金中元素含量、配比以及杂质含量对铸锭和成品的组织及性能有很大的影响。现有的6061铸态铝合金力学性能如下：

抗拉强度 σ_b (MPa)：≥120 ；

屈服强度 σ_0.2 (MPa)：≥50 ；

伸长率 δ₅ (％)：≥14。

中国申请号为：2009l0036254．8，专利名称为：一种高强度高塑性606l和6063铝合金及其型材制备技术的专利申请文件公开了通过在铝合金熔炼过程中加入适量的Al-Ti-C-Re晶粒细化剂(晶粒细化剂特征成分如下：该中间合金含Re(以Ce为主的混合Re)0.01-10％、TiO : 1-3.5％、CO : 1-3.5％)，制取具有超细晶粒的铝合金棒。经均质化后，挤压成具有特定高强度、高塑性的铝合金型材。该发明制取的6061铝合金φ180mm圆棒抗拉强度达到3l0MPa以上，伸长应力平均达280MPa以上，伸长率达15.8％。该发明虽然在抗拉强度及伸长应力得到了很大提高，但是伸长率不够，不利于后续的加工。

中国申请号：02133897.3，专利名称为：大直径铝合金圆铸锭的生产工艺的申请文件中公开了将原铝、镁锭、铝-硅中间合金、铬添加剂、锰添加剂按称量分量装入熔炼炉熔炼，使其溶化，经搅拌、扒渣后，取样化验，再转入保温炉进行精炼，除气、除渣、搅拌、扒渣后静置，并过滤，最后铸造出的产品，圆铸锭直径仅为Φ380 mm。该方法铸造出来的圆铸锭直径小，不能满足大铸件的要求；同时加入中间合金类型的细化剂，会引起细化效果不稳定，难以保证了铝合金的品质。

目前国内最大的6061铸造铝合金圆棒直径为Φ900mm，圆棒的直径限制了挤压和锻造成品的规格，使成品的应用范围不够广，在大规格列车型材领域只能使用焊接的方式。使用现有铸造技术生产的6061大规格铝合金圆棒，由于冷却水和铸造速度等参数的配置不合理，经常出现粗晶组织，且扁锭容易开裂等问题，因此需要开发新的大规格圆棒以适应市场需求，同时保证其质量。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的6061铝合金力学性能低，铸造出的圆棒直径小，不能适应市场需要和现有铸造技术生产出的6061铝合金圆棒常常出现粗晶组织，圆棒易开裂，延伸率不够的问题，提供一种利用6061铝合金铸造出Φ1320mm的超大规格铝合金圆棒及其铸造方法。

本发明的技术方案：

本发明的超大规格铝合金圆棒的合金成分质量百分比如下：

Cu : 0.20～0.30       Mn : 0.00～0.05           Mg : 0.90～1.10

Zn : 0.00～0.05       Ti : 0.02～0.05            Cr : 0.10～0.20

Si : 0.48～0.52        Fe : 0.10～0.45           余量为Al

各组分质量百分比之和为100%。

本发明的超大规格铝合金圆棒铸造方法包括如下步骤：

（1）配料

根据铝合金圆棒的合金成分计算纯度为99.7%的重熔铝锭和6061铝合金返回料用量，然后进行混合配料，6061铝合金返回料用量占总投入量的百分比为0.1~60％，计算称量好的速熔硅、阴极铜、AlCr75铝合金备用。

（2）熔炼

a. 将配料好的重熔铝锭和6061铝合金返回料投入熔炼炉中加热，再添加速熔硅，然后添加阴极铜和AlCr75铝合金；熔炼炉中加热至炉料融化，则启动炉底的电磁搅拌装置搅拌10min~30min，促进炉内铝液温度和成分的均匀，加速固体原料的融化；

b. 待炉内固态金属全部融化，铝液温度达到735℃~755℃，转入保温炉。

（3）保温