AA5182大型Al-Mg合金鑄錠熔鑄過程研究.pdf

1、作者根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場實際鑄造情況，以AA5182大型Al-Mg合金鑄錠作為研究對象，采用LHC鑄造工藝，對比研究了傳統(tǒng)直冷鑄造(DC)工藝與低液位鑄造(LHC)工藝對鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量的影響。探討了如何優(yōu)化鋁液除氫工藝，以及如何克服鑄錠熱裂、漏鋁缺陷的方法。并通過實際生產(chǎn)應(yīng)用，創(chuàng)造性地提出了通過優(yōu)化冷卻強度和鑄造速度之間的匹配性，降低鑄錠表面Mg偏析層厚度的方案。在此基礎(chǔ)上，提出了達到低液位鑄造工藝的條件。 與常規(guī)尺寸的鑄錠相比，大型Al

2、-Mg合金熔煉鑄造時存在的難點在于，由于鑄錠尺寸規(guī)格的增加，導致熔煉過程中熔池深度的增加，鋁液攪拌過程困難，熔池內(nèi)化學成分不均勻。鑄造時鑄錠軋制面和端面冷卻強度不均勻，產(chǎn)生鑄造缺陷。本文采用先進的熔煉鑄造工藝，克服熔鑄過程的難點，優(yōu)化熔鑄過程。獲得了合格大型鑄錠，滿足了生產(chǎn)需求。 通過對鋁液中氫含量以及氧化夾雜物含量的控制，結(jié)合Al-Mg合金鋁液中Mg含量較高的特點，特別是Mg含量高對鋁液氫含量的影響，重點研究了鋁液凈化過程的工

3、藝特點及方法。首先采用透氣塞在保溫爐內(nèi)進行除氫，然后采用鋁液精煉系統(tǒng)(LARS)，通過對精煉氣體Ar預熱方式的優(yōu)化，降低由于氣泡熱脹冷縮而帶來的氣泡體積膨脹程度，達到提高除氫效果的目的。另外，通過改進精煉箱箱體幾何形狀的設(shè)計，使精煉氣體氣泡膨脹程度與箱體截面積增大程度相互匹配，防止氣泡相互融合到一起。這樣能夠提高除氫效果，對于AA5182合金鋁液，當入口鋁液氫含量小于0.300ml/100g的情況下，除氫效率能夠達到50％-60％，鋁液

4、中的氫含量控制在0.150ml/100g以下。 針對鋁液中含有的氧化夾雜物，本文采用陶瓷過濾(CFF)系統(tǒng)，采取兩片過濾片平行放置的方式，在提高鋁液通過量的同時，提高過濾效果。通過加大助燃空氣的流量，改善過濾片的預熱效果。使用50ppi過濾片的條件下，對于AA5182合金鋁液中20μm以上的氧化夾雜物，過濾效率達到70％以上，有效滿足了大型Al-Mg合金鑄錠的質(zhì)量要求。 傳統(tǒng)DC鑄造工藝條件下，對于大型Al-Mg合金鑄錠

5、，Mg偏析層厚度達到5mm左右，增加了鑄錠銑削量。本文通過優(yōu)化鑄錠冷卻強度和鑄造速度，使二者相互匹配，同時在結(jié)晶器內(nèi)表面安裝石墨內(nèi)襯，這樣能夠在鑄造過程中達到低液位鑄造的條件，降低鑄錠表面的Mg偏析層厚度。采用LHC鑄造的條件下，鑄錠表面Mg偏析層厚度控制在1.5mm左右，比傳統(tǒng)DC鑄造生產(chǎn)的鑄錠表面Mg偏析層厚度降低60％-70％，優(yōu)化了鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量，降低鑄錠表面的銑削量和生產(chǎn)成本。 通過優(yōu)化LHC鑄造工藝條件，包括鋁液液位高

6、度、鋁液溫度、冷卻水流量、鑄造速度等參數(shù)，本文總結(jié)了LHC鑄造的優(yōu)點，特別是對于減少相關(guān)鑄造缺陷，降低Mg偏析層厚度等方面的作用。在此基礎(chǔ)上，本文對相關(guān)鑄造缺陷，包括熱裂、漏鋁、冷隔等缺陷進行了研究。通過優(yōu)化冷卻方式，并加強晶粒細化效果，將鑄造速度控制在工藝要求的范圍，能夠有效改善鑄錠缺陷，提高鑄錠產(chǎn)品質(zhì)量。 本文對AA5182大型Al-Mg合金鑄錠的熔鑄過程，包括合金成分的保證、熔煉鋁液的溫度以及均勻性、鋁液除氫工藝、氧化夾雜