2A70鋁合金Φ800mm圓鑄錠熔鑄工藝研究

摘 要：本文從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā)，對(duì)2A70鋁合金Φ800mm大規(guī)格鑄錠進(jìn)行熔鑄工藝研究，確定適合該規(guī)格合理的穩(wěn)定的工藝參數(shù)。

關(guān)鍵詞：鋁合金；熔鑄工藝；工藝參數(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.020

1 前言

2A70鋁合金Φ800mm大規(guī)格鑄錠，是供鍛造大鍛環(huán)用鑄錠。由于該規(guī)格較大，裂紋傾向性也隨之增大。為防止鑄造裂紋，穩(wěn)定熔鑄工藝，為用戶(hù)提供高質(zhì)量的合格鑄錠，滿(mǎn)足用戶(hù)需要，特進(jìn)行本工藝試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)過(guò)程

2.1 化學(xué)成分控制

2.2 配料

新鋁錠控制50～100%，一級(jí)廢料<30%。Cu、Mg以純金屬形式加入，其余合金元素以中間合金形式加入。鑄錠理論計(jì)重每米重量1063Kg/m。

2.3 熔煉工藝

采用電爐自投固體料方式。熔煉過(guò)程采用1#熔劑覆蓋。合金熔煉溫度720～760℃，并在此范圍內(nèi)取樣，取樣必須有代表性。合金熔化下塌時(shí)和加鎂錠時(shí)一律用1#熔劑覆蓋。電爐出爐前精煉10分鐘。其它操作嚴(yán)格執(zhí)行鍛件工藝操作規(guī)程。

2.4 鑄造工藝

導(dǎo)爐用干燥的1#熔劑塊疊壩，嚴(yán)格執(zhí)行鍛件工藝。 導(dǎo)完?duì)t，每側(cè)噴4袋6AB，然后Ar氣精煉15分鐘，靜置30分鐘，用1#熔劑覆蓋。鑄造采用陶瓷片過(guò)濾，陶瓷片用40ppi。鑄造過(guò)程中點(diǎn)A1-Ti-B絲0.01% ；第二根開(kāi)頭前補(bǔ)充精煉10分鐘。

鑄造工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

2.5 均火工藝

鑄錠完成后，將鑄錠進(jìn)行均火處理，均火工藝制度見(jiàn)表3。

鑄錠均火結(jié)束后，發(fā)給用戶(hù)進(jìn)行加工。

3 試驗(yàn)結(jié)果

3.1 最終化學(xué)成分

從試驗(yàn)的2A70Ф800mm規(guī)格鑄錠的結(jié)果看，最終化學(xué)成分均滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 鑄錠質(zhì)量全分析

在試制過(guò)程中，隨機(jī)取一熔次鑄錠，均勻化處理后，切一塊試片進(jìn)行低倍組織、高倍組織、化學(xué)成分偏析、力學(xué)性能等分析。

3.2.1 低倍組織檢查

在鑄錠低倍試片上，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)冶金缺陷。

3.2.2 高倍組織檢查

經(jīng)高倍組織檢查，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)組織疏松。

3.2.3 對(duì)化學(xué)成分、力學(xué)性能試樣均做分析，都符合要求。

4 分析與討論

2A70Ф800mm規(guī)格鑄錠是探傷制品，要求內(nèi)部質(zhì)量較高，因此，我們采用電爐自投固體料的生產(chǎn)方式，防止熔體局部過(guò)熱，嚴(yán)格執(zhí)行鍛件工藝。同時(shí)，由于2A70合金化學(xué)成分比較復(fù)雜，F(xiàn)e、Ni元素的含量比較高，在熔鑄過(guò)程中，當(dāng)Fe或Ni含量超過(guò)1.25%時(shí)，容易產(chǎn)生化合物聚集，因此為了保證合金內(nèi)部質(zhì)量，爐前化學(xué)成分必須控制，當(dāng)Fe或Ni含量超過(guò)1.25%時(shí)，必須沖淡。

2A70Ф800mm規(guī)格鑄錠要求內(nèi)部純潔度較高，為了獲得穩(wěn)定的高質(zhì)量的鑄錠，在靜止?fàn)t用6AB進(jìn)行除渣精煉，最大限度地提高凈化熔體，提高熔體內(nèi)部質(zhì)量，同時(shí)采用40PPi陶瓷片過(guò)濾器作為過(guò)濾凈化裝置。因?yàn)槲覀円殉晒Φ氖褂?0PPi陶瓷片對(duì)鍛件探傷制品進(jìn)行過(guò)濾生產(chǎn)。

由于2A70Ф800mm鑄錠規(guī)格較大，裂紋傾向增大，所以解決裂紋問(wèn)題已成為我們的主要目標(biāo)。首先為了防止裂紋，采用16變的速度，因?yàn)樗俣仍娇?，鑄錠的裂紋傾向越大，因此采取較低的鑄造速度是防止鑄錠裂紋的有效手段。同時(shí)為了防止晶粒粗大，在鑄造過(guò)程中，在線點(diǎn)Al-Ti-B絲0.01%以細(xì)化鑄錠內(nèi)部組織。因?yàn)殍T錠規(guī)格越大，其中心部位冷卻速度越慢，形成粗大晶粒的幾率越大，不但影響內(nèi)部組織，而且直接增大裂紋傾向。

因?yàn)殍T造速度相對(duì)較慢，整個(gè)鑄造過(guò)程降溫較大，考慮防止夾渣、防止產(chǎn)生疏松等缺陷，該合金規(guī)格的鑄造溫度我們采用760-770℃。

5 結(jié)論

2A70Ф800mm規(guī)格熔鑄工藝如下：

（1）采用自投固體料，熔煉過(guò)程采用6AB除渣。

（2）鑄造用40PPi陶瓷片過(guò)濾，在線點(diǎn)Al-Ti-B絲。

（3）鑄造速度采用16變。

（4）鑄造溫度采用760-770℃。

作者簡(jiǎn)介：趙宗超（1973-），男，河南洛陽(yáng)人，本科，工程師，研究方向：鋁及鋁合金材料深加工。