本发明涉及一种铝及
铝合金低压铸造方法，属于铝及铝合金铸造技术领域，具体为一种低压铸造过程中铝合金的变质处理方法。
背景技术
铝是
有色金属中最常用的金属，而铝合金由于其密度小、比强度高、导电导热性能优越等一系列优点被广泛应用在交通运输、机械及航空航天等领域。
铝合金变质剂分为单一变质剂和复合变质剂。sr变质剂具有变质效果好、维持时间长和操作简单无污染等优点，因而较其它变质剂发展迅速。但同时，sr元素的化学性质活泼，容易氧化，随着熔体保温时间的延长，sr元素将不断被氧化烧损，且sr元素的存在增加了熔体的吸气倾向，导致合金致密性下降。
对于铸造来说，采用sr变质剂的铝合金进行长时间浇注时，铸件中容易产生针孔缺陷。
技术实现要素：
本发明针对低压铸造浇注过程长的特点，采用一种铝合金变质处理方法，以解决生产过程中因sr变质剂的加入长时间浇注带来的铸件针孔缺陷问题。
本发明的技术方案是：
为解决上述技术问题，本发明一种低压铸造过程中铝合金的变质处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、熔炼铝液：将200kg铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的
石墨坩埚中，通电预热至400～500℃，并保温0.5h；
(2)、细化处理：将上一步骤中的炉料升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的al-ti-b晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气；
(3)、变质处理：除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，在低压浇注升液阶段引入0.007～0.01%含量的sr变质剂；
(4)、泄压取件：低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。
对上述方案的进一步改进，铝合金锭采用a356.0，各元素含量分别为：si6.5%～7.5%，fe0～0.2%，cu0～0.2%，mn0～0.1%，mg0.25%～0.45%，zn0～0.1%，ti0～0.2%，杂质元素每种不超过0.05%，总量不超过0.15%，余量是al。
对上述方案的进一步改进，步骤3中sr变质剂的含量为0.01%。
对上述方案的进一步改进，步骤2中的除气时间为30min。
对上述方案的进一步改进，sr变质剂需预制成需要的形状，浇注时变质剂夹在两片过滤网：第一过滤网和第二过滤网之间并放置在升液管管口处。
有益效果：
1.在低压铸造升液过程中引入sr变质剂，每个工作循环添加0.01%含量的sr变质剂。
2.经0.01%sr含量变质处理的a356.0合金热处理后的抗拉强度为282mpa，屈服强度为200mpa，伸长率为9.1%，较未加入sr变质剂及0.007%含量sr变质剂的铝合金性能均有明显提升。
3.采用此变质处理方法生产的铸件经x-ray检验未见针孔缺陷。
附图说明
图1是sr变质剂的放置形式示意图。
图2是实施例1铸件的金相组织。
图3是实施例2铸件的金相组织。
图4是实施例3铸件的金相组织。
图5是各细化变质处理铝合金的机械性能。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
一种低压铸造过程中铝合金的变质处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、熔炼铝液：将200kg铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的石墨坩埚中，通电预热至400～500℃，并保温0.5h；
(2)、细化处理：将上一步骤中的炉料升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的al-ti-b晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气；
(3)、变质处理：除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，在低压浇注升液阶段引入0.007～0.01%含量的sr变质剂；
(4)、泄压取件：低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。
对上述方案的进一步改进，铝合金锭采用a356.0，各元素含量分别为：si6.5%～7.5%，fe0～0.2%，cu0～0.2%，mn0～0.1%，mg0.25%～0.45%，zn0～0.1%，ti0～0.2%，杂质元素每种不超过0.05%，总量不超过0.15%，余量是al。
对上述方案的进一步改进，步骤3中sr变质剂的含量为0.01%。
对上述方案的进一步改进，步骤2中的除气时间为30min。
对上述方案的进一步改进，sr变质剂需预制成需要的形状，浇注时变质剂夹在两片过滤网：第一过滤网1和第二过滤网2之间并放置在升液管管口处。
如图1-5所示，实施例1：
(1)将200kga356.0铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的石墨坩埚中，通电预热至400～500℃，并保温0.5h；
(2)升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的al-ti-b晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气，除气时间为30min。
(3)除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，此例中不加入变质剂。
(4)低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。
实施例2：
(1)将200kga356.0铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的石墨坩埚中，通电预热至400～500℃，并保温0.5h。
(2)升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的al-ti-b晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气，除气时间为30min。
(3)除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，在低压浇注升液阶段引入0.007%含量的sr变质剂。
(4)低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。
实施例3：
(1)将200kga356.0铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的石墨坩埚中，通电预热至400～500℃，并保温0.5h。
(2)升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的al-ti-b晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气，除气时间为30min。
(3)除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，在低压浇注升液阶段引入0.01%含量的sr变质剂。
(4)低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。
对各实施例制得的铸件热处理后的同一位置进行取样，所得金相组织如图2、图3和图4所示。可以看到未添加sr变质剂时，共晶硅相未得到细化，呈长条状分散在共晶组织中。添加0.007%含量的sr变质剂时，共晶硅相开始出现细化，但细化不完全，呈点状或棒状分散在共晶组织中。添加0.01%含量的sr变质剂时，共晶硅细化完全，呈点状均匀分散在共晶组织中。
进一步测试各试样的抗拉强度、屈服强度和延伸率，所得结果如图5所示。如图5可知，采用此变质处理方法，能显著提升铝合金的各项力学性能，扩展了sr变质剂在铝合金低压铸造中的应用范围。
对各实施例制得的铸件进行x-ray检测，均未发现铸件存在针孔缺陷。
本发明的低压铸造方法，主要将模盘上的空气抽成真空，通过压力差将铝液压入结晶器，然后通过排放孔和流槽液面的调节实现水平液面的铸造，减小了铸造液面的压力差，又可通过排放孔的气压调节来调节结晶高度。本发明保持了传统的热顶和气滑铸造的优势，而且改善了铸件表面质量，减小了组织上的偏析,详情可见以下对比图3与图4。另外，可调节的结晶高度实现一个结晶器满足不同牌号的需求，减小了生产成本，提高了生产效率和挤压制品的质量。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
技术特征：
技术总结
本发明提供了一种低压铸造过程中铝合金的变质处理方法，包括以下步骤：(1)、熔炼铝液：将200kg铝合金锭加入至电阻坩埚炉内的石墨坩埚中，通电预热至400℃～500℃，并保温0.5h；(2)、细化处理：将上一步骤中的炉料升高温度至720～750℃，待炉料完全熔化后，加入含量为0.3%的Al?Ti?B晶粒细化剂，并通入纯度为99.99%的氩气进行旋转除气；(3)、变质处理：除气扒渣操作完成后，进行低压浇注，在低压浇注升液阶段引入0.01%含量的Sr变质剂；(4)、泄压取件：低压浇注循环完成后，泄压取出铸件，进行下一浇注循环。采用此变质处理方法生产的铸件经X?ray检验未见针孔缺陷。
技术研发人员：陈瑞强;安庆贺
受保护的技术使用者：鹰普航空零部件（无锡）有限公司
技术研发日：2018.08.02
技术公布日：2018.12.11
声明：
“低压铸造过程中铝合金的变质处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：鹰普航空零部件（无锡）有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
