一种提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的生产方法

摘要

本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的生产方法。步骤如下：熔融；扒渣；熔硅；检查断口组织；降温；除渣；精炼；加入变质剂；除气；静置；铸锭。本发明方法生产的AlSi12Fe铝合金锭综合性能经多次试验，检测结果均优于现有生产方法。

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，特别涉及一种提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的生产方法。

背景技术

AlSi12Fe是铸造铝合金中铝-硅系合金，该牌号合金具有优良的铸造性能，用途很广泛,比如，汽车雨刮器接头等。目前现有技术中对AlSi12Fe铝锭的生产工艺过于简单，生产过程流于形式，所以产品质量状况不慎理想。

在现有技术中，该牌号产品工艺时，没能充分考虑用户使用的要求，使得后期压铸件出现很多问题，其中特别重要的是该牌号合金的性能无法满足不同用户的高要求，限制了应用拓展。

按照现有生产方法进行生产AlSi12Fe铝合金锭的作业，产品不易脱模、针状硅组织粗大，压铸件产品综合性能无法达到和满足压铸用户进一步的质量要求。

发明内容

本发明的目的是提升AlSi12Fe铝合金锭的综合性能，以解决现有技术中的上述缺陷。

为实现以上目的，本发明提供了一种提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的生产方法，该生产方法包括从铝料投炉熔化至浇铸成锭的整个过程。

本发明的具体技术方案是：

一种提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的生产方法，步骤如下：

（1）将质量百分比40%的熟铝、合金，及40%的A00铝锭投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为5-7小时，熔融温度控制为630-740℃；

（2）扒渣：用铁锹在铝合金液表面撒上15-20KG清渣剂，用铁扒轻轻敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；

（3）熔硅：铝液表面无浮渣时加入金属硅，加入后用铁扒充分搅拌铝液3-5分钟，然后开火加温10-15分钟再搅拌3-5分钟，重复4—6次；

（4）熔硅结束，最终温度达到760-780℃手动浇铸铝锭一支冷却后，锯一个小切口，打断检查断口组织，当断口致密、无明显硅质点时即可，否则应继续搅拌、浇铸铝锭、检查，直至达到要求。

（5）降温：加品管开具的调整料把熔硅的温度降到精炼要求的温度710-730℃，如果温度低应开火升温；加降温料可以是一次也可以是多次，要根据炉内铝液成分来确定，但要保证铝料干净、成分明确；后期如需少量添加硅、铁应以中间合金的形式加入；

（6）除渣：加入调整料后根据铝液表面浮渣的多少来确定清渣剂的投入量，范围在10-15㎏；用铁扒敲打液面5-10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口，不能用铁扒搅动铝液；

（7）精炼：分为两次，第一次精炼：铝液温度控制为720±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.4-1.7KG/吨。第二次精炼：铝液温度控制为720±10℃；精炼时间控制在20分钟；扒渣时间≧15分钟；精炼剂数量控制为1.1-1.3KG/吨；

（8）加入变质剂：精炼结束后，加入变质剂进行变质，使硅相细化，变质剂范围控制为1-1.5KG/吨。

（9）除气：除气时间控制为20-30分钟，温度控制为700-710℃，除气结束浇铸铝锭进行检测晶粒度，铝锭断口晶粒度优于等于2级后进入下一道工序；除气过程有浮渣时应在除气结束前把浮渣通过除气集中到炉口用铁扒扒干净；

（10）熔炼工段精炼、除气方法：将精炼管弯头向下伸进铝水中，同时打开氮气阀门，把氮气输出压力调至0.2Mpa，首先由左到右或由右到左纵向精炼、除气，其次由内至外或由外至里横向精炼、除气，以达到在炉内空间搅拌形成“井”字形，不允许在某个部位持续停留；

（11）静置：静置时间15-20分钟，静置温度700-720℃；静置期间不可搅动铝液以保护铝液表面形成的氧化膜；

（12）铸锭。

进一步的，上述步骤（3）熔硅步骤，是在无浮渣时加入金属硅；加入时温度≧720℃；每间隔10-15分钟搅拌铝液3-5分钟；搅拌时停火；加温至760-780℃时停止加温；通常整个熔硅时间控制为60-90分钟，必要时可以增加到120分钟；硅、铁的加入量要充足防止后期少量补加。

进一步的，上述步骤（10）精炼、除气过程要始终将精炼管弯端口与炉底保持一定的距离，通常保持在距离炉底1/4高度；每次纵横精炼、除气时移动速度要匀速；除气时要控制铝液溅起的高度≦15CM。

本发明的有益效果是：

1、本发明方法生产的AlSi12Fe铝合金锭综合性能经多次试验，检测结果均优于现有生产方法。

2、使得使用本发明方法生产的AlSi12Fe铝合金锭，在进行压铸后，产品的不易脱模现象得到减小，产品再结晶组织变大现象得到良好改善。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

以下列出实施例，以举例说明本发明。

一种AlSi12Fe铝合金锭，其组成以质量分数表示为：

Si:11.9%、Fe:0.66%、Cu:0.03%、Mn:0.21%、Mg:0.03%、Cr:0.003%、Ni:0.005%、Zn:0.01%、Ti:0.02%、Pb:0.002%。

4、所述提升AlSi12Fe铝合金锭综合性能的工艺制作方法如下：

该合金成分除铝外，主要含有以下重量百分比的成分：

（1）将质量百分比40%的熟铝、合金，及40%的A00铝锭投入熔炉中，进行助熔，总熔化时长为7小时，熔融温度控制为725℃；

（2）扒渣：用铁锹在铝合金液表面撒上20KG清渣剂，用铁扒轻轻敲打液面10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口；

（3）熔硅：铝液表面无浮渣时加入金属硅，加入后用铁扒充分搅拌铝液5分钟，然后开火加温15分钟再搅拌5分钟，重复6次；

（4）熔硅结束，最终温度达到773℃手动浇铸铝锭一支冷却后，锯一个小切口，打断检查断口组织，断口致密、无明显硅质点符合要求。

（5）降温：加品管开具的调整料把熔硅的温度降到精炼要求的温度721℃；

（6）除渣：加入调整料后根据铝液表面浮渣投入清渣剂15㎏（清渣剂由上海虹光金属溶剂厂生产，型号为HGJ-3）；用铁扒敲打液面10分钟后扒渣，并将铝渣清出炉口；

（7）精炼：分为两次，第一次精炼：铝液温度为721℃；精炼时间为20分钟；扒渣时间为15分钟；精炼剂数量为30KG。第二次精炼：铝液温度为718℃；精炼时间为20分钟；扒渣时间为15分钟；精炼剂数量为24KG；（精炼剂由上海虹光金属溶剂厂生产，型号为HGK5-1A）

（8）加入变质剂：精炼结束后，加入变质剂进行变质，变质剂数量为17KG。（变质剂由张家港市洁雅冶金应用技术有限公司生产，名称为铝锶合金）

（9）除气：除气时间为30分钟，温度控制为715℃，除气结束浇铸铝锭进行检测晶粒度，铝锭断口晶粒度为1级；

（10）静置：静置时间20分钟，静置温度710℃；

（11）铸锭。

1、清理流槽、模具：①首先用钩子把流槽上的铝料清理干净；其次用毛刷把松动的耐高温材料和其它杂物清理掉。清理后用气管轻轻吹扫干净，用手触摸，确认手上无灰尘；②模具清理：用小铁钎把粘附的铝料清理掉，然后用气管吹扫模具，刷脱模涂料，浇铸前充分烘烤模具。2、刷滑石粉：滑石粉与纯净水按1：4的比例调和均匀后，用毛刷均匀涂在流槽上，等待18分钟，把硅酸纸盖在流槽上方，下方用小火一段一段的烘烤，直到各段水份烘干。3、打磨、清理（针对流槽）：烘干后，用砂纸把流槽不平、凸起或松动的地方轻轻磨掉，使之平整；各处打磨完成后，再用毛刷轻轻把打磨掉的滑石粉清理干净，最后用气管轻轻吹扫干净。4、对分配鼓进行清理、吹扫；5、对锭模进行清理、吹扫、刷涂料、烘烤；6、对铸锭线和叠锭机的运行检查（含分配鼓、模具，运行一次）；7、对冷却水进行检查；8、浇铸前检查矿灯、塞头、塞套、硅酸纸、铁铲等操作工具的准备情况。9、浇铸工艺：浇铸温度为炉内704℃、分配鼓681℃，放置过滤网，铸锭速度为12m/min。10、①浇铸工段人员在第二次精炼时开始铸锭前准备工作；②铸锭前、中、后分别作晶粒度检测，晶粒度检测结果为分别为一级、一级、二级。

下表所示：

通过控制铁元素的含量，使产品在压铸时更易于脱模；通过对共晶硅系合金采用锶变质，使硅相细化，改善产品的力学性能。