CN112481527A - 6xxx系铝合金圆铸锭及其制备方法 - Google Patents

6xxx系铝合金圆铸锭及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于铝合金材料的配方和制备技术领域，公开了一种6XXX系铝合金圆铸锭，由以下重量份的组分组成：Si：0.60～0.65％，Fe：≤0.25％，Cu：≤0.05％，Mn：≤0.05％，Mg：0.50～0.55％，Cr：≤0.05％，Zn：≤0.05％，Ti：≤0.05％，Al，余量。本发明还公开了一种6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，包括：补料、熔炼、铸造、均质。与相关技术相比，本发明通过优化合金成分、生产时添加少量的Mg、Si辅料，使铝合金具有较小的淬火敏感性，降低了生产现场型材截面变形的控制难度，提升了型材质量，以满足建筑用铝模板综合性能需求。

Description

6XXX系铝合金圆铸锭及其制备方法
技术领域
本发明属于铝合金材料的配方和制备技术领域，具体涉及一种6XXX系铝合金圆铸锭及其制备方法。
背景技术
目前建筑市场上使用的铝合金模板大多采用6063或6061合金挤压制成，6063铝合金具有优越的加工性和淬火性能，可提高生产效率，生产成本低，但该铝合金力学性能不高；6061圆铸锭生产合金成本高，且该合金淬火敏感性高，导致其生产工艺流程较复杂、生产效率较低。同时，两种铝合金按传统工艺生产，抗腐蚀性不高，且抗拉强度和屈服强度较弱，限制了材料的性能发挥。为此要解决筑铝模板质量问题与成本问题，相关技术中，中国专利申请号201310319518.7公开了一种建筑模板用铝合金型材，铝合金的组合物及其重量百分比为：Mg：0.85～0.95％、Si：0.60～0.65％、Cu：0.15～0.20％、Mn：0.05～0.08％、Zr：0.03～0.05％、Cr：0.04～0.06％、Ti：0.008～0.012％、Fe：0～0.2、Zn：0～0.10％、余量为Al。相关技术的不足在于：成本较高，且组织晶粒大。
因此，实有必要提供一种新的6XXX系铝合金圆铸锭及其制备方法解决上述技术问题。
发明内容
本发明提供了一种6XXX系铝合金圆铸锭，由以下重量份的组分组成：
Si：0.60～0.65％，
Fe：≤0.25％，
Cu：≤0.05％，
Mn：≤0.05％，
Mg：0.50～0.55％，
Cr：≤0.05％，
Zn：≤0.05％，
Ti：≤0.05％，
Al，余量。
本发明还提供一种6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，包括以下步骤：
S1、配料
采用6005合金，按元素的质量百分比为Si：0.60～0.65％、Fe：≤0.25％、Cu：≤0.05％、Mn：≤0.05％、Mg：0.50～0.55％、Cr：≤0.05％、Zn：≤0.05％、Ti：≤0.05％和余量为Al的配方进行配料。
S2，熔炼
熔炼时，依次包括如下工序：装炉、升温、搅拌、测温、第1次扒渣、第1次取样、补料、第1次精炼、第2次精炼、第2次取样、第2次扒渣。
S3，铸造，经铸造形成圆柱锭半成品。
S4，均质，将圆柱锭半成品进行均质处理。
S5，锯切，将圆柱锭半成品锯切后形成圆柱锭成品。
步骤S2中，第1次扒渣的温度大于710℃。
步骤S2中，第1次双管精炼时采用颗粒精炼剂，用量1.0kg/tAl；第2次双管精炼时采用液体精炼剂，用量0.12kg/tAl，时间20±3min，温度735～750℃，精炼过程中开启电磁搅拌。
所述6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法还包括位于步骤S2之后及步骤S2之前的静置工序，第2次扒渣后让熔体静置待浇铸。
步骤S3中，炉内铝液开浇温度725～745℃，铸造速度为40mm/min～95mm/min、冷却水流量为1900～5300L/min、冷却水温度为20℃～30℃的条件下铸造形成直径为229～505mm的圆柱锭半成品。
步骤S3中，开浇前，对流槽和平台进行烘烤，流槽温度控制在50℃～100℃。
铸造过程中使用在线除气和过滤***。
所述过滤***为40ppi陶瓷过滤板和50ppi陶瓷过滤板双级过滤。
步骤S4中，圆柱锭半成品在温度为540℃～560℃的条件下进行均质处理10h～12h；步骤S5中，利用圆盘锯和带锯床将圆铸锭半成品锯成500～6000mm的圆柱锭成品。
步骤S2中的搅拌工序中，熔炼炉内物料化平后，使用电磁搅拌，同时使用叉车搅拌。
步骤S2中的第1次扒渣工序中，当铝熔体温度达到要求时，利用叉车使用专用渣耙将炉内铝液表面浮渣扒出，确保铝液表面无浮渣。
步骤S2中的取样工序中，利用取样勺取样，检测各组分的含量。
步骤S2中的补料工序中，根据取样工序中获取的各组分的含量与元素的质量百分比对比，进行配料，使组分含量达到如下要求：Si：0.60～0.65％、Fe：≤0.25％、Cu：≤0.05％、Mn：≤0.05％、Mg：0.50～0.55％、Cr：≤0.05％、Zn：≤0.05％、Ti：≤0.05％和余量为Al的配方进行配料；检测成分在化学成份控制标准范围内则进行下一步操作。
本发明的有益效果：
1、本发明的铝合金具有较小的淬火敏感性，型材客户挤压时采用在线风冷淬火代替直接水冷，大大降低了生产现场型材截面变形的控制难度，提升了型材质量；以满足建筑用铝模板综合性能需求。
2、本发明的铝合金生产时添加少量的Mg、Si辅料，圆铸锭生产成本大幅度降低，提高企业竞争优势。
3、本发明通过优化合金成分，该合金制备的型材尺寸、表面质量好，硬度＞15HW，抗拉强度Rm＞270MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2＞230MPa，断后伸长率＞8％，满足建筑用铝模板综合性能需求。
4、Ti组份及含量的选择利于细化晶粒，提高产品组织性能。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
Si：0.60％，
Fe：0.25％，
Cu：0.05％，
Mn：0.05％，
Mg：0.52％，
Cr：0.045％，
Zn：0.047％，
Ti：0.048％，
Al，余量。
实施例2
Si：0.65％，
Fe：0.20％，
Cu：0.04％，
Mn：0.045％，
Mg：0.55％，
Cr：0.04％，
Zn：0.04％，
Ti：0.045％，
Al，余量。
实施例3
Si：0.62％，
Fe：0.15％，
Cu：0.045％，
Mn：0.04％，
Mg：0.50％，
Cr：0.05％，
Zn：0.045％，
Ti：0.05％，
Al，余量。
实施例4
本发明还提供一种6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，包括以下步骤：
S1、配料
采用6005合金，按元素的质量百分比为Si：0.60～0.65％、Fe：≤0.25％、Cu：≤0.05％、Mn：≤0.05％、Mg：0.50～0.55％、Cr：≤0.05％、Zn：≤0.05％、Ti：≤0.05％和余量为Al的配方进行配料。
S2，熔炼
熔炼时，依次包括如下工序：装炉、升温、搅拌、测温、第1次扒渣、第1次取样、补料、第1次精炼、第2次精炼、第2次取样、第2次扒渣。第2次扒渣后让熔体静置待浇铸。
其中：第1次扒渣的温度大于710℃。第1次双管精炼时采用颗粒精炼剂，用量1.0kg/tAl；第2次双管精炼时采用液体精炼剂，用量0.12kg/tAl，时间20±3min，温度735～750℃，精炼过程中开启电磁搅拌。搅拌工序中，熔炼炉内物料化平后，使用电磁搅拌，同时使用叉车搅拌；第1次扒渣工序中，当铝熔体温度达到要求时，利用叉车使用专用渣耙将炉内铝液表面浮渣扒出，确保铝液表面无浮渣；取样工序中，利用取样勺取样，检测各组分的含量；补料工序中，根据取样工序中获取的各组分的含量与元素的质量百分比对比，进行配料，使组分含量达到如下要求：Si：0.60～0.65％、Fe：≤0.25％、Cu：≤0.05％、Mn：≤0.05％、Mg：0.50～0.55％、Cr：≤0.05％、Zn：≤0.05％、Ti：≤0.05％和余量为Al的配方进行配料；检测成分在化学成份控制标准范围内则进行下一步操作。所述6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法还包括位于步骤S2之后及步骤S2之前的静置工序。
S3，铸造，经铸造形成圆柱锭半成品；其中：炉内铝液开浇温度725～745℃，铸造速度为40mm/min～95mm/min、冷却水流量为1900～5300L/min、冷却水温度为20℃～30℃的条件下铸造形成直径为229～505mm的圆柱锭半成品。开浇前，对流槽和平台进行烘烤，流槽温度控制在50℃～100℃。铸造过程中使用在线除气和过滤***。所述过滤***为40ppi陶瓷过滤板和50ppi陶瓷过滤板双级过滤。
S4，均质，将圆柱锭半成品进行均质处理；其中：圆柱锭半成品在温度为540℃～560℃的条件下进行均质处理10h～12h；步骤S5中，利用圆盘锯和带锯床将圆铸锭半成品锯成500～6000mm的圆柱锭成品。
S5，锯切，将圆柱锭半成品锯切后形成圆柱锭成品。
本发明的有益效果：
1、本发明的铝合金具有较小的淬火敏感性，型材客户挤压时采用在线风冷淬火代替直接水冷，大大降低了生产现场型材截面变形的控制难度，提升了型材质量；以满足建筑用铝模板综合性能需求。
2、本发明的铝合金生产时添加少量的Mg、Si辅料，圆铸锭生产成本大幅度降低，提高企业竞争优势。
3、本发明通过优化合金成分，该合金制备的型材尺寸、表面质量好，硬度＞15HW，抗拉强度Rm＞270MPa，规定非比例延伸强度Rp0.2＞230MPa，断后伸长率＞8％，满足建筑用铝模板综合性能需求。
4、Ti组份及含量的选择利于细化晶粒，提高产品组织性能。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种6XXX系铝合金圆铸锭，其特征在于，由以下重量份的组分组成：
Si：0.60～0.65％，
Fe：≤0.25％，
Cu：≤0.05％，
Mn：≤0.05％，
Mg：0.50～0.55％，
Cr：≤0.05％，
Zn：≤0.05％，
Ti：≤0.05％，
Al，余量。
2.一种6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料
采用6005合金，按元素的质量百分比为Si：0.60～0.65％、Fe：≤0.25％、Cu：≤0.05％、Mn：≤0.05％、Mg：0.50～0.55％、Cr：≤0.05％、Zn：≤0.05％、Ti：≤0.05％和余量为Al的配方进行配料；
S2，熔炼
熔炼时，依次包括如下工序：装炉、升温、搅拌、测温、第1次扒渣、第1次取样、补料、第1次精炼、第2次精炼、第2次取样、第2次扒渣；
S3，铸造，经铸造形成圆柱锭半成品；
S4，均质，将圆柱锭半成品进行均质处理。
3.根据权利要求2所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，步骤S2中，第1次扒渣的温度大于710℃。
4.根据权利要求2所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，步骤S2中，第1次双管精炼时采用颗粒精炼剂，用量1.0kg/tAl；第2次双管精炼时采用液体精炼剂，用量0.12kg/tAl，时间20±3min，温度735～750℃，精炼过程中开启电磁搅拌。
5.根据权利要求2所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，所述6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法还包括位于步骤S2之后及步骤S2之前的静置工序，第2次扒渣后让熔体静置待浇铸。
6.根据权利要求2所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，步骤S3中，炉内铝液开浇温度725～745℃，铸造速度为40mm/min～95mm/min、冷却水流量为1900～5300L/min、冷却水温度为20℃～30℃的条件下铸造形成直径为229～505mm的圆柱锭半成品。
7.根据权利要求6所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，步骤S3中，开浇前，对流槽和平台进行烘烤，流槽温度控制在50℃～100℃。
8.根据权利要求7所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，铸造过程中使用在线除气和过滤***。
9.根据权利要求8所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，所述过滤***为40ppi陶瓷过滤板和50ppi陶瓷过滤板双级过滤。
10.根据权利要求2所述的6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法，其特征在于，步骤S4中，圆柱锭半成品在温度为540℃～560℃的条件下进行均质处理10h～12h；所述6XXX系铝合金圆铸锭的生产方法还包括：S5，锯切，利用圆盘锯和带锯床将圆铸锭半成品锯成500～6000mm的圆柱锭成品。
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