本發(fā)明屬于鋁合金熔鑄技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及7150鋁合金扁錠熔鑄工藝。

背景技術(shù)：

7150合金是目前航空工業(yè)使用量最大的Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金之一。該合金除具有很高的強(qiáng)度外，還具有較高的斷裂韌性、較好的抗腐蝕性能、優(yōu)良的抗疲勞損傷能力。目前國內(nèi)鋁加工企業(yè)在生產(chǎn)包括7150在內(nèi)的高端航空用鋁合金方面還處于起步階段，只能小批量生產(chǎn)大規(guī)格、高性能航空用鋁合金，無法滿足中國航空工業(yè)尤其是大飛機(jī)項(xiàng)目對(duì)高性能鋁合金的需求。由于現(xiàn)有階段工藝的不成熟，需要對(duì)7150鋁合金扁錠生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究和改進(jìn)。有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種7150鋁合金扁錠的生產(chǎn)工藝，采用該方法所鑄鋁合金扁錠晶粒度好、夾渣量少，疏松度少，表面光滑、無偏析瘤，成材率高，可進(jìn)行大批量生產(chǎn)，從而滿足中國航空工業(yè)尤其是大飛機(jī)項(xiàng)目對(duì)高性能鋁合金的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，改進(jìn)現(xiàn)有工藝的不足，為航空工業(yè)提供高品質(zhì)鋁合金材料，為實(shí)現(xiàn)上述目的，其技術(shù)方案如下：

一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，由以下步驟組成：

配料：根據(jù)原材料進(jìn)行稱量計(jì)算，按照如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料：Si：＜0.12％，F(xiàn)e：＜0.15％，Cu：1.9-2.5％，Mn：＜0.1％，Mg：2.0-2.7％，Zn：5.9-6.9％％，Ti≤0.06％，余量為Al。

熔煉：熔化過程中嚴(yán)格控制熔化溫度為725～765℃。待鋁液全部熔化后，啟動(dòng)電磁攪拌器攪拌30min，確保合金熔體成分和溫度均勻性；鋁液溫度升至730℃以上時(shí)，進(jìn)行人工攪拌，攪拌均勻后用四氯化碳對(duì)熔體進(jìn)行預(yù)精煉，降低熔體中渣含量、氫含量和堿金屬含量。

取樣分析及轉(zhuǎn)爐：預(yù)精煉完成后靜置20min取樣分析，待成分合適且溫度達(dá)到730℃時(shí)轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐時(shí)保溫爐爐膛溫度必須要保證在750℃。

保溫爐內(nèi)鋁液的精煉：采用高純氬氣載六氯乙烷與無鈉精煉劑混合粉末對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行噴粉精煉，精煉時(shí)間不少于20min。精煉完成后靜置20min并扒渣、取樣，對(duì)熔體化學(xué)成分進(jìn)行爐前快速檢測(cè)，成分合格后開始鑄造。

鑄造：鋁熔體通過低液位鋁合金扁錠鑄造機(jī)鑄造成型，鑄造速度和冷卻水水流量隨+造時(shí)間的變化而變化，具體為：第0—90s，鑄造速度為6mm/min，冷卻水流量為420L/min；第90—150s，鑄造速度為10mm/min，冷卻水流量為480L/min；第160—480s，鑄造速度為20mm/min，冷卻水流量為700L/min；第480—630s，鑄造速度為23mm/min，冷卻水流量為800L/min；第630s以后，鑄造速度恒為27mm/min，冷卻水流量恒為900L/min；鑄造溫度為685～695℃，冷卻水溫度為25℃，除氣箱轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為350mm/min，在線細(xì)化過程中細(xì)化劑添加量增加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％的Ti。

退火：鑄造后的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火和冷卻程序后即可制得成品鋁合金扁錠。

本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明對(duì)熔化溫度、精煉方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，有效減少了熔體中非金屬渣含量、氫含量和堿金屬含量。2、本發(fā)明采用電磁攪拌裝置對(duì)熔體進(jìn)行攪拌，保證了熔體溫度和熔體成分的均勻性，有效減少了合金成分偏析，保證了合金成分的均勻性。3、采用“階梯式”(即不同階段采用不同工藝參數(shù)，具體為鑄造過程中，不同時(shí)間段控制不同的鑄造速度和冷卻水水量)鑄造工藝，避免了鑄造裂紋和羽毛晶的產(chǎn)生。提高了一次成材率。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

一種7150鋁合金扁錠熔鑄工藝，由以下步驟組成：

(1)配料：按照如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行配料：Si：＜0.12％，F(xiàn)e：＜0.15％，Cu：1.9-2.5％，Mn：＜0.1％，Mg：2.0-2.7％，Zn：5.9-6.9％％，Ti≤0.06％，余量為Al。

(2)熔煉：熔化過程中嚴(yán)格控制熔化溫度為735℃。待鋁液全部熔化后，啟動(dòng)電磁攪拌器攪拌30min，確保合金熔體成分和溫度均勻性；鋁液溫度升至730℃以上時(shí)，進(jìn)行人工攪拌，攪拌均勻后用四氯化碳對(duì)熔體進(jìn)行預(yù)精煉，降低熔體中渣含量、氫含量和堿金屬含量。

(3)取樣分析及轉(zhuǎn)爐：預(yù)精煉完成后靜置20min取樣分析，待成分合適且溫度達(dá)到730℃時(shí)轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐時(shí)保溫爐爐膛溫度必須要保證在750℃。

(4)保溫爐內(nèi)鋁液的精煉：采用高純氬氣載六氯乙烷與無鈉精煉劑混合粉末對(duì)鋁合金熔體進(jìn)行噴粉精煉，精煉時(shí)間不少于20min。精煉完成后靜置20min并扒渣、取樣，對(duì)熔體化學(xué)成分進(jìn)行爐前快速檢測(cè)，成分合格后開始鑄造。

(5)鑄造：鋁熔體通過低液位鋁合金扁錠鑄造機(jī)鑄造成型，鑄造速度和冷卻水水流量隨鑄造時(shí)間的變化而變化，具體為：第0—90s，鑄造速度為6mm/min，冷卻水流量為420L/min；第90—150s，鑄造速度為10mm/min，冷卻水流量為480L/min；第160—480s，鑄造速度為20mm/min，冷卻水流量為700L/min；第480—630s，鑄造速度為23mm/min，冷卻水流量為800L/min；第630s以后，鑄造速度恒為27mm/min，冷卻水流量恒為900L/min；鑄造溫度為685～695℃，冷卻水溫度為25℃，除氣箱轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為350mm/min，在線細(xì)化過程中細(xì)化劑添加量增加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01％的Ti。

(6)退火：將鑄造后的鋁合金鑄錠進(jìn)行均勻化退火和冷卻程序后即可制得成品鋁合金扁錠。

在成品上任取一試片進(jìn)行低倍、高倍組織、表面質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如下：

低倍組織：在低倍試片上沒有發(fā)現(xiàn)夾渣、裂紋、羽毛晶等缺陷，鑄錠晶粒度小于一級(jí)。

高倍組織：在高倍照片中未見晶間疏松缺陷，鑄錠內(nèi)部疏松缺陷小于一級(jí)。

表面質(zhì)量檢測(cè)：表面光亮，無裂紋、無偏析瘤。

最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。