RU2561581C1 - METHOD OF PRODUCING OF LARGE-SIZE INGOTS WITH RECTANGULAR CROSS SECTION FROM HIGH-STRENGTH ALUMINIUM ALLOYS OF Al-Zn-Mg-Cu-Zr SYSTEM - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: aluminium-zirconium, technical aluminium and waste are loaded into the central part of furnace space with the temperature 740-750°C. The molten metal is added by the ligature aluminium-beryllium at the temperature 730-740°C, magnesium and zinc with the temperature 710-730°C and after conditioning of the molten metal during 10-20 minutes at the temperature 710-730°C copper is added, the ligatures aluminium-iron, aluminium-chrome-magnesium. The molten metal is heated up to 720-740°C and mixed. 15-25 minutes before pouring the molten metal is modified by the ligature aluminium titan in volume 50% from the rated amount. The molten metal poured into a ladle is processed by gumboil at the temperature 710-730°C. The molten metal from the ladle is poured into the mixer with the ligatures which have been earlier loaded and heated up to about 750-770°C during 20-40 minutes by the ligatures aluminium titan amounting 50% from the rated amount and aluminium-titan-boron. The vacuum processing is performed within 30-60 minutes at the temperature 710-730°C and the residual pressure 1.3-2.0 kPa. Moulding is performed using the filtering element. The ingot is cooled with the water pumped under the pressure 100-150 kPa to wide sides of the ingot and at the pressure 10-30 kPa - to narrow sides of the ingot.

EFFECT: produced ingots with uniform small structure, low gas content, uniform distribution of intermetallic phases.

4 tbl

Description

Изобретение относится к непрерывному литью металлов и может быть использовано для изготовления слитков из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr.The invention relates to continuous casting of metals and can be used for the manufacture of ingots from high-strength aluminum alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system.

Высокопрочные алюминиевые сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr, разработаны для изготовления деформированных полуфабрикатов, в том числе и прокаткой, и предназначенных для сварки. Сплавы отличается высокой жидкотекучестью, быстро кристаллизуются, что вызывает появление неслитин. Кроме того, сплавы содержат большое количество легирующих элементов, в том числе и тугоплавких, соответственно, при изготовлении крупногабаритных слитков возникают сложности получения равномерного химического состава, однородной структуры слитка, обеспечения отсутствия металлических и неметаллических соединений, снижающих качество слитков и изготовленных из него полуфабрикатов. Поэтому для достижения всех требуемых показателей качества необходимы индивидуальные способы изготовления крупногабаритных слитков из сплавов данной системы.High-strength aluminum alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system are designed for the manufacture of deformed semi-finished products, including rolling, and intended for welding. Alloys are characterized by high fluidity, quickly crystallize, which causes the appearance of neslitin. In addition, alloys contain a large number of alloying elements, including high-melting ones, respectively, in the manufacture of large-sized ingots, it becomes difficult to obtain a uniform chemical composition, uniform structure of the ingot, and to ensure the absence of metal and non-metallic compounds that reduce the quality of ingots and semi-finished products made from it. Therefore, to achieve all the required quality indicators, individual methods of manufacturing large-sized ingots from alloys of this system are necessary.

Известен способ непрерывного литья крупногабаритных слитков из легких модифицированных сплавов, преимущественно на основе алюминия, включающий подачу расплава в кристаллизатор, его обработку ультразвуком и вытягивание формируемого слитка (а.с. СССР №701000, публ. 27.03.1996).A known method of continuous casting of large-sized ingots from light modified alloys, mainly based on aluminum, comprising supplying the melt to the mold, processing it with ultrasound and drawing the formed ingot (AS USSR No. 701000, publ. 03/27/1996).

Недостатками известного способа является необходимость наличия специализированного оборудования и отдельного помещения для отливки слитков, а также вредное воздействие ультразвука на организм человека.The disadvantages of this method is the need for specialized equipment and a separate room for casting ingots, as well as the harmful effects of ultrasound on the human body.

Известен способ непрерывного литья цилиндрических слитков из алюминиевых сплавов, включающий струйную подачу расплава в кристаллизатор через распределительную воронку под мениск в горизонтальном направлении с заданной скоростью и вытягивание слитка, при этом площадь поперечного сечения отверстия цилиндрической распределительной воронки рассчитывают по определенным формулам (Патент РФ №2414324, публ. 20.03.2011).A known method for the continuous casting of cylindrical ingots of aluminum alloys, including the jet supply of the melt to the mold through a distribution funnel under the meniscus in the horizontal direction at a given speed and drawing the ingot, while the cross-sectional area of the opening of the cylindrical distribution funnel is calculated by certain formulas (RF Patent No. 2414324, published on March 20, 2011).

Недостатком известного способа является узкая область применения, т.к. он предназначен для изготовления только цилиндрических слитков.The disadvantage of this method is the narrow scope, because It is intended for the manufacture of only cylindrical ingots.

Известен способ получения слитков из алюминиевых сплавов, содержащих литий, включающий приготовление расплава, перелив расплава в вакуумный миксер, вакуумирование в две стадии, отстаивание расплава и разливку в слитки (Патент РФ №2463364, публ. 10.10.2012) - прототип. Недостатком известного способа является то, что способ разработан для изготовления слитков из сплавов системы Al-Li-Mg и не учитывает особенностей сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr.A known method of producing ingots from aluminum alloys containing lithium, including the preparation of the melt, overflowing the melt into a vacuum mixer, evacuating in two stages, settling the melt and casting into ingots (RF Patent No. 2463364, publ. 10.10.2012) - prototype. The disadvantage of this method is that the method is designed for the manufacture of ingots from alloys of the Al-Li-Mg system and does not take into account the characteristics of the alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка способа изготовления слитков, позволяющего осуществлять бездефектную отливку крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr с высокими показателями качества.The problem to which the invention is directed, is to develop a method of manufacturing ingots that allows defect-free casting of large-sized rectangular ingots from alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system with high quality indicators.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении изобретения, является получение слитков с однородной мелкой структурой, низким газосодержанием, равномерным распределением интерметаллидных фаз.The technical result achieved by the implementation of the invention is to obtain ingots with a homogeneous fine structure, low gas content, uniform distribution of intermetallic phases.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе изготовления крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr, включающем загрузку и плавление шихты в плавильных отражательных электрических печах сопротивления, обработку расплава флюсом в ковше, вакуумную обработку расплава в миксере, фильтрацию и литье слитков, согласно изобретению загрузку шихты производят поэтапно, лигатуру алюминий-цирконий загружают в центральную часть печного пространства одновременно с техническим алюминием и отходами в плавильную печь с температурой 740-750°C, после чего при температуре 730-740°C в расплав вводят лигатуру алюминий-бериллий, далее в расплав с температурой 710-730°C вводят магний и цинк, затем после выдержки расплава в течение 10-20 минут при температуре 710-730°C вводят медь, лигатуры алюминий-железо, алюминий-хром-магний, после чего осуществляют нагрев расплава до 720-740°C и дальнейшее перемешивание, за 15-25 минут до перелива в литейный миксер расплав модифицируют лигатурой алюминий-титан в объеме 50% от расчетного количества, переливают расплав в ковш и осуществляют обработку расплава флюсом при температуре 710-730°C, при этом расплав из ковша переливают в миксер с предварительно загруженными и нагретыми до 750-770°C в течение 20-40 минут лигатурами алюминий-титан в объеме 50% от расчетного количества и алюминий-титан-бор, осуществляют вакуумную обработку в течение 30-60 минут при температуре 710-730°C и остаточном давлении 1,3-2,0 кПа, а литье осуществляют с использованием фильтрующего элемента на основе базальтовой ткани с поверхностной плотностью не менее 300 г/м², причем слиток охлаждают водой, подаваемой под давлением 100-150 кПа на широкие грани слитка, и под давлением 10-30 кПа - на узкие грани слитка.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing large-sized rectangular ingots from high-strength aluminum alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system, including loading and melting the charge in smelting reflective electric resistance furnaces, processing the melt by flux in the ladle, vacuum processing of the melt in a mixer, the filtration and casting of ingots, according to the invention, the charge is loaded in stages, the aluminum-zirconium alloy is loaded into the central part of the furnace space at the same time aluminum and waste into a melting furnace with a temperature of 740-750 ° C, then at a temperature of 730-740 ° C, an aluminum-beryllium alloy is introduced into the melt, then magnesium and zinc are introduced into the melt with a temperature of 710-730 ° C, then after exposure during 10-20 minutes at a temperature of 710-730 ° C, copper, aluminum-iron, aluminum-chromium-magnesium alloys are introduced, after which the melt is heated to 720-740 ° C and further mixed, 15-25 minutes before overflow in the casting mixer, the melt is modified with an aluminum-titanium alloy in a volume of 50% of the calculated amount, p pour the melt into the ladle and process the melt with flux at a temperature of 710-730 ° C, while the melt from the ladle is poured into a mixer with 50% aluminum-titanium alloys pre-loaded and heated to 750-770 ° C for 20-40 minutes from the calculated amount and aluminum-titanium-boron, carry out vacuum processing for 30-60 minutes at a temperature of 710-730 ° C and a residual pressure of 1.3-2.0 kPa, and casting is carried out using a filter element based on basalt fabric with the surface density of at least 300 g / m ^2, the merged is cooled with water supplied under pressure of 100-150 kPa at the wide faces of the ingot, and a pressure of 10-30 kPa - on the narrow faces of the ingot.

Рациональный подбор оборудования и технологических процессов обеспечивает значительное снижение в алюминиевых сплавах примесей, неметаллических включений и водорода, а также уменьшения величины зерна. В качестве плавильных агрегатов для получения слитков используют отражательные электрические печи (печи сопротивления). Данные печи позволяют минимизировать разрушение окисной пленки, находящейся на поверхности расплава, так как отсутствуют турбулентные движения на поверхности ванны расплава в процессе плавки, что, в свою очередь, препятствует поглощению водорода расплавом и препятствует попаданию отдельных частей окисной пленки в расплав.A rational selection of equipment and technological processes provides a significant reduction in impurities in aluminum alloys, non-metallic inclusions and hydrogen, as well as a decrease in grain size. Reflecting electric furnaces (resistance furnaces) are used as melting units for producing ingots. These furnaces can minimize the destruction of the oxide film located on the surface of the melt, since there are no turbulent movements on the surface of the melt bath during the melting process, which, in turn, prevents the absorption of hydrogen by the melt and prevents the ingress of individual parts of the oxide film into the melt.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

В плавильную печь в соответствии с расчетным составом загружают технический алюминий, отходы соответствующей группы сплавов, а также лигатуру алюминий-цирконий, которую загружают в центральную часть рабочего пространства печи для более эффективного растворения фаз циркония. Печь доводят до заданной температуры 740-750°C, снимают шлак с поверхности расплава, расплав выдерживают при этой температуре в течение 10-20 минут с целью максимального растворения крупных первичных интерметаллидов, находящихся в составе лигатуры. Затем через смотровые окна осуществляют присадку лигатуры алюминий-бериллий для образования поверхностной пленки, способствующей минимизации окисления расплава и предохраняющей расплав от насыщения водородом, а также предотвращающей испарение из расплава магния и цинка, которые в чистом виде далее вводят в расплав с температурой 730-740°C. После введения магния и цинка расплав перемешивают, отстаивают, после чего осуществляют присадку меди при температуре 710-730°C. Затем с целью увеличения прочностных свойств сплав на уровне примесей легируют микродобавками железа, вводимого посредством лигатуры алюминий-железо, и хрома, измельчающего структуру полученного слитка и вводимого в лигатуре алюминий-хром-магний, которая содержит дополнительное количество магния для дошихтовки расплава при длительной выдержке. Для улучшения совокупности технологических и эксплуатационных свойств (прочности, пластичности, вязкости разрушения, коррозионной стойкости и т.д.) в слитках необходимо сформировать равномерную мелкозернистую структуру, для чего в процессе плавки расплав модифицируют комплексными лигатурами, содержащими модификаторы 2 рода. Лигатуру алюминий-титан, используемую для измельчения зерна за счет получения мелкодисперсных фаз, вводят следующим образом: 50% от расчетного количества лигатуры вводят за 20-40 минут до перелива расплава в литейный ковш, а остальное количество лигатуры алюминий-титан вместе с лигатурой алюминий-титан-бор загружают в литейный миксер, нагретый до температуры 750-770°C, и выдерживают в миксере до перелива расплава из ковша 20-40 минут. Такой способ введения лигатуры алюминий-титан обеспечивает равномерное ее растворение в расплаве при сохранении эффекта модифицирования. Полученный расплав из плавильной печи переливают в рафинировочный ковш и осуществляют рафинирование в ковше флюсом.In accordance with the calculated composition, technical aluminum, waste from the corresponding alloy group, and also an aluminum-zirconium alloy, which is loaded into the central part of the furnace working space for more efficient dissolution of zirconium phases, are loaded into the melting furnace. The furnace is brought to a predetermined temperature of 740-750 ° C, slag is removed from the surface of the melt, the melt is kept at this temperature for 10-20 minutes in order to maximize dissolution of the large primary intermetallic compounds that are part of the ligature. Then, through the viewing windows, an aluminum-beryllium alloy is added to form a surface film that helps minimize melt oxidation and protects the melt from being saturated with hydrogen, as well as prevents magnesium and zinc from being evaporated from the melt, which are then introduced into the melt at a temperature of 730-740 ° in its pure form C. After the introduction of magnesium and zinc, the melt is mixed, defended, and then copper is added at a temperature of 710–730 ° C. Then, in order to increase the strength properties, the alloy at the impurity level is alloyed with microadditives of iron introduced by means of an aluminum-iron ligature, and chromium, which grinds the structure of the obtained ingot and is introduced into the aluminum-chromium-magnesium alloy, which contains additional amount of magnesium to melt the melt during prolonged exposure. To improve the combination of technological and operational properties (strength, ductility, fracture toughness, corrosion resistance, etc.), it is necessary to form a uniform fine-grained structure in ingots, for which, during the smelting process, the melt is modified with complex alloys containing type 2 modifiers. The aluminum-titanium ligature used to grind grain by obtaining finely divided phases is introduced as follows: 50% of the calculated amount of the ligature is introduced 20-40 minutes before the melt overflows into the casting ladle, and the remaining amount of the aluminum-titanium ligature together with the aluminum- titanium boron is loaded into a casting mixer, heated to a temperature of 750-770 ° C, and kept in a mixer until the melt overflows from the ladle for 20-40 minutes. This method of introducing the aluminum-titanium alloys ensures its uniform dissolution in the melt while maintaining the modification effect. The resulting melt from the melting furnace is poured into a refining ladle and refluxing is carried out in the ladle using flux.

Температура расплава при рафинировании должна находиться в интервале 710-730°C, что позволяет достигнуть максимального эффекта рафинирования. Для усиления модифицирующего эффекта, обеспечивающего измельчение зерна за счет введения в расплав мелкодисперсных фаз, служащих центрами кристаллизации и приводящих к улучшению механических свойств и уменьшению газовой пористости отливаемого слитка, в расплав вводят лигатуру алюминий-титан-бор. Предварительную загрузку и отдельный нагрев лигатуры алюминий-титан-бор с лигатурой алюминий-титан в миксере осуществляют для увеличения растворимости интерметаллидов, содержащихся в лигатурах, а также уменьшения времени нахождения расплава, перелитого в миксер из ковша. После перелива расплава из ковша в миксер при температуре 710-730°C осуществляют вакуумную обработку расплава в течение 30-60 минут и остаточном давлении 1,3-2,0 кПа, что уменьшает газосодержание и количество неметаллических включений. Литье слитков производят в кристаллизатор скольжения с использованием литейной воронки, на которую установлен фильтрующий элемент из базальтовой ткани с поверхностной плотностью не менее 300 г/м². Фильтрующий элемент благодаря своим теплофизическим свойствам не смачивается алюминиевым расплавом и обеспечивает легкость удаления гарнисажа, поверхностная плотность указанной величины позволяет не пропускать расплав сквозь базальтовую ткань, а выпуск расплава из распределительной воронки к фронту кристаллизации обеспечивается посредством выпускных отверстий в фильтрующем элементе. Для исключения внутренних напряжений, приводящих к холодным и горячим трещинам, охлаждение полученного слитка осуществляют водой, подаваемой на два фронта охлаждения: на широкие и узкие грани слитка.The melt temperature during refining should be in the range of 710-730 ° C, which allows to achieve the maximum refining effect. To enhance the modifying effect, which provides grain refinement due to the introduction of finely dispersed phases that serve as crystallization centers and lead to improved mechanical properties and a decrease in gas porosity of the cast ingot, an aluminum-titanium-boron ligature is introduced into the melt. Preloading and separate heating of the aluminum-titanium-boron ligature with the aluminum-titanium ligature in the mixer is carried out to increase the solubility of the intermetallic compounds contained in the ligatures, as well as to reduce the residence time of the melt poured into the mixer from the ladle. After the melt overflows from the ladle into the mixer at a temperature of 710-730 ° C, the melt is vacuum treated for 30-60 minutes and a residual pressure of 1.3-2.0 kPa, which reduces the gas content and the amount of non-metallic inclusions. The ingots are cast into a slip mold using a casting funnel on which a filter element of basalt fabric with a surface density of at least 300 g / m ² is installed. Due to its thermophysical properties, the filter element is not wetted by aluminum melt and provides easy removal of the skull, the surface density of this value allows the melt not to pass through the basalt fabric, and the melt is released from the distribution funnel to the crystallization front through the outlet openings in the filter element. To eliminate internal stresses leading to cold and hot cracks, the cooling of the obtained ingot is carried out with water supplied to two cooling fronts: to wide and narrow faces of the ingot.

Наиболее оптимальными интервалами давления воды, подаваемой на отливаемый слиток в зависимости от габаритов слитка, являются значения давления: 100-150 кПа на широкие грани слитка, 10-30 кПа - на узкие грани слитка. Применение такой схемы охлаждения позволяет существенно облегчить условия охлаждения в угловых зонах плоских слитков и производить отливку слитков с исключением несоответствий по их качеству.The most optimal intervals for the pressure of water supplied to the cast ingot, depending on the dimensions of the ingot, are pressure values: 100-150 kPa on the wide faces of the ingot, 10-30 kPa on the narrow faces of the ingot. The use of such a cooling scheme can significantly facilitate the cooling conditions in the corner zones of flat ingots and cast ingots with the exception of inconsistencies in their quality.

Промышленная применимость изобретения подтверждается примером его конкретного выполнения.The industrial applicability of the invention is confirmed by an example of its specific implementation.

Опробование предлагаемого способа осуществлялось при отливке слитков прямоугольного сечения из алюминиевого сплава системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr размерами 314×1130×4000 мм, предназначенных для изготовления плоского проката аэрокосмического назначения. На подину плавильной отражательной электрической печи сопротивления, нагретой до температуры 750°C загружали технический алюминий марки A99, отходы сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu и лигатуру алюминий-цирконий. После расплавления шихты снимали шлак, расплав выдерживали в течение 15 минут и при температуре 740°C через загрузочное окно производили присадку лигатуры алюминий-бериллий марки АБ-1 (ТУ 951810-89). После присадки лигатуры при температуре 720°C вводили магний технический марки Мг90 (ГОСТ 804-93) и цинк технический марки ЦВО (ГОСТ 3640-96). Далее расплав перемешивали, выдерживали 15 минут и при температуре 710°C последовательно вводили медь марки МООК (ГОСТ 859-2001), лигатуру алюминий-железо (СТП 05-039-2004), лигатуру алюминий-хром-магний (СТП 05-039-2004). Затем расплав нагревали до температуры 740°C и перемешивали. Перед переливом расплава в ковш в плавильную печь загружали лигатуру алюминий-титан (Al-3Ti) (СТП 05-039-2004) в объеме 50% от расчетного количества.The testing of the proposed method was carried out when casting rectangular ingots from an aluminum alloy of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system with dimensions of 314 × 1130 × 4000 mm, intended for the manufacture of aerospace flat products. A99 aluminum grade aluminum, Al-Zn-Mg-Cu system alloy waste and aluminum-zirconium alloys were loaded onto the bottom of a melting reflective resistance electric furnace heated to a temperature of 750 ° C. After the charge was melted, the slag was removed, the melt was kept for 15 minutes and, at a temperature of 740 ° C, an aluminum beryllium alloy of the AB-1 grade (TU 951810-89) was added through the loading window. After the alloying was added at a temperature of 720 ° C, Mg90 technical grade (GOST 804-93) and TsVO technical grade zinc (GOST 3640-96) were introduced. Then the melt was mixed, kept for 15 minutes, and MOOK grade copper (GOST 859-2001), aluminum-iron ligature (STP 05-039-2004), aluminum-chromium-magnesium ligature (STP 05-039- 2004). Then the melt was heated to a temperature of 740 ° C and stirred. Before overflowing the melt, an aluminum-titanium (Al-3Ti) ligature (STP 05-039-2004) was loaded into the melting furnace in a volume of 50% of the calculated amount.

Слив расплава из печи в ковш проводили при температуре 730°C. Рафинирование расплава в ковшах проводили криолитсодержащим флюсом при температуре 710-720°C.The melt was drained from the furnace to the ladle at a temperature of 730 ° C. Refining the melt in the ladles was carried out with a cryolite-containing flux at a temperature of 710–720 ° C.

Перед переливом расплава в вакуумный миксер загружали остальное количество лигатуры алюминий-титан (Al-3Ti), а также лигатуру алюминий-титан-бор (ТУ 1712-001-45649028-98) и нагревали миксер в течение 40 минут до температуры 760°C. Далее рафинированный расплав переливали в миксер и в течение 45 минут осуществляли вакуумную обработку при температуре 710-720°C и остаточном давлении 1,5 кПа. После вакуумной обработки в миксер подавали нейтральный газ - аргон. Температуру расплава доводили до температуры литья и производили разливку в слиток.Before the melt overflow, the rest of the aluminum-titanium (Al-3Ti) alloy and the aluminum-titanium-boron alloy (TU 1712-001-45649028-98) were loaded into a vacuum mixer and the mixer was heated to 760 ° C for 40 minutes. The refined melt was then poured into a mixer and vacuum treatment was carried out for 45 minutes at a temperature of 710–720 ° C and a residual pressure of 1.5 kPa. After vacuum treatment, a neutral gas, argon, was introduced into the mixer. The melt temperature was brought to the casting temperature and casting was carried out.

Отливку слитка производили на литейной машине с тросовым приводом. Для фильтрации расплава в кристаллизаторе применяли распределительную воронку из базальтовой ткани марки БТ-11 (ТУ 5952-030-00204949-95) с поверхностной плотностью 345 г/м² и выполненными выпускными отверстиями. Температура литья составляла 715-735°C, давление охлаждающей воды, подаваемой на широкие грани слитка, составляло 140 кПа, а давление воды, подаваемой на узкие грани слитка, составляло 20 кПа. После отливки на слитках осуществляли гомогенизацию по известным режимам. Из отлитых слитков прокатаны и термообработаны плиты толщиной 40 мм. Полученные результаты исследования слитков и изготовленных плит приведены в таблицах 1, 2, 3, 4. Химический состав сплава указан в табл. 1. Содержание водорода и коэффициент поглощения ультразвуковых колебаний в слитках приведены в табл. 2. В табл. 3 приведены результаты металлографического контроля слитков. В табл. 4 приведены показатели качества изготовленных плит. Качество полученных слитков и плит в полной мере соответствует нормативной документации.The ingot was cast on a cable-driven casting machine. To filter the melt in the crystallizer, a distribution funnel made of BT-11 brand basalt fabric (TU 5952-030-00204949-95) with a surface density of 345 g / m ² and made outlets was used. The casting temperature was 715-735 ° C, the pressure of the cooling water supplied to the wide faces of the ingot was 140 kPa, and the pressure of the water supplied to the narrow faces of the ingot was 20 kPa. After casting on ingots, homogenization was carried out according to known conditions. 40 mm thick plates are rolled and heat-treated from cast ingots. The results of the study of ingots and manufactured plates are shown in tables 1, 2, 3, 4. The chemical composition of the alloy is shown in table. 1. The hydrogen content and the absorption coefficient of ultrasonic vibrations in the ingots are given in table. 2. In the table. 3 shows the results of metallographic control of ingots. In the table. 4 shows the quality indicators of the manufactured plates. The quality of the obtained ingots and plates fully complies with the regulatory documentation.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать слитки из алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr, характеризующиеся однородной мелкой структурой, низким газосодержанием, равномерным распределением интерметаллидных фаз.Thus, the proposed method allows to obtain ingots from aluminum alloys of the system Al-Zn-Mg-Cu-Zr, characterized by a uniform fine structure, low gas content, uniform distribution of intermetallic phases.

Claims (1)

Способ изготовления крупногабаритных слитков прямоугольного сечения из высокопрочных алюминиевых сплавов системы Al-Zn-Mg-Cu-Zr, включающий загрузку и плавление шихты в плавильных отражательных электрических печах сопротивления, обработку расплава флюсом в ковше, вакуумную обработку расплава в миксере, фильтрацию и литье слитков, отличающийся тем, что загрузку шихты производят поэтапно, лигатуру алюминий-цирконий загружают в центральную часть печного пространства одновременно с техническим алюминием и отходами в плавильную печь с температурой 740-750°C, после чего при температуре 730-740°C в расплав вводят лигатуру алюминий-бериллий, далее в расплав с температурой 710-730°C вводят магний и цинк, затем после выдержки расплава в течение 10-20 минут при температуре 710-730°C вводят медь, лигатуры алюминий-железо, алюминий-хром-магний, после чего осуществляют нагрев расплава до 720-740°C и дальнейшее перемешивание, за 15-25 минут до перелива в литейный миксер расплав модифицируют лигатурой алюминий - титан в объеме 50% от расчетного количества, переливают расплав в ковш и осуществляют обработку расплава флюсом при температуре 710-730°C, при этом расплав из ковша переливают в миксер с предварительно загруженными и нагретыми до 750-770°C в течение 20-40 минут лигатурами алюминий-титан в объеме 50% от расчетного количества и алюминий-титан-бор, осуществляют вакуумную обработку в течение 30-60 минут при температуре 710-730°C и остаточном давлении 1,3-2,0 кПа, а литье осуществляют с использованием фильтрующего элемента на основе базальтовой ткани с поверхностной плотностью не менее 300 г/м², причем слиток охлаждают водой, подаваемой под давлением 100-150 кПа на широкие грани слитка, и под давлением 10-30 кПа - на узкие грани слитка. A method of manufacturing large-sized rectangular rectangular ingots from high-strength aluminum alloys of the Al-Zn-Mg-Cu-Zr system, including loading and melting the charge in smelting reflective electric resistance furnaces, treating the melt with flux in the ladle, vacuum processing the melt in the mixer, filtering and casting ingots, characterized in that the charge is produced in stages, the aluminum-zirconium alloy is loaded into the central part of the furnace space simultaneously with technical aluminum and waste in a melting furnace with tempera atura 740-750 ° C, after which at a temperature of 730-740 ° C, an aluminum-beryllium alloy is introduced into the melt, then magnesium and zinc are introduced into the melt with a temperature of 710-730 ° C, then after holding the melt for 10-20 minutes at at a temperature of 710-730 ° C copper is introduced, aluminum-iron, aluminum-chromium-magnesium alloys, after which the melt is heated to 720-740 ° C and further mixed, 15-25 minutes before overflowing into the casting mixer, the melt is modified with an aluminum alloy - titanium in the amount of 50% of the calculated amount, pour the melt into the ladle and process the solution Ava flux at a temperature of 710-730 ° C, while the melt from the ladle is poured into a mixer with aluminum-titanium alloys pre-loaded and heated to 750-770 ° C for 20-40 minutes in a volume of 50% of the calculated amount and aluminum-titanium -bor, vacuum treatment is carried out for 30-60 minutes at a temperature of 710-730 ° C and a residual pressure of 1.3-2.0 kPa, and casting is carried out using a filter element based on basalt fabric with a surface density of at least 300 g / m ² , and the ingot is cooled with water supplied under a pressure of 100-150 kPa per Wide faces of the ingot, and at a pressure of 10-30 kPa - on the narrow faces of the ingot.