一种核反应堆用铝合金空心锭及其制造方法技术

一种核反应堆用铝合金空心锭及其制造方法，它涉及一种铝合金空心锭材料及其制造方法。本发明专利技术目的是要解决现有方法制造的铝合金空心锭因化学成分不合格而导致铸锭成品率低的问题。一种核反应堆用铝合金空心锭由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti、B、Cd、L和Al组成。制造方法：一、称取高纯铝锭、中间合金Al-Si、中间合金Al-Cu和金属Mg；二、熔炼得到合金熔体；三、精炼铸造即得到核反应堆用铝合金空心铸锭。优点：按照本发明专利技术提供的方法得到的核反应堆用铝合金空心铸锭成品率高，达到85％，解决了现有方法制备的铸锭成品率低的问题。本发明专利技术主要用于制备核反应堆用铝合金空心锭。

【技术实现步骤摘要】
一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法
本专利技术涉及一种铝合金空心锭材料的制造方法。
技术介绍
现有方法制造的核反应堆用空心锭由于使用普通铝锭作为原材料，铸锭的化学成分中的微量元素很难控制，经常有化学成分废品产生，而且内部质量不稳定，不能完全满足用户的使用标准，而且其铸锭成品率仅为63％。
技术实现思路
本专利技术目的是要解决现有方法制造的铝合金空心锭因化学成分不合格而导致铸锭成品率低的问题，而提供一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法。一种核反应堆用铝合金空心锭由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti、B、Cd、L和Al组成；所述的核反应堆用铝合金空心锭中Si的质量分数为0.60％～1.00％，Fe的质量分数小于0.18％，Cu的质量分数为0.30％～0.50％，Mn的质量分数小于0.003％，Mg的质量分数为0.70％～1.20％，Ni的质量分数小于0.002％，Zn的质量分数小于0.02％，Ti的质量分数小于0.008％，B的质量分数小于3×10-4％，Cd的质量分数小于3×10-4％，Li的质量分数小于6×10-4％，余量为Al。一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法，具体是按以下步骤完成的：一、称量：按照Si的质量分数为0.60％～1.00％、Fe的质量分数小于0.18％、Cu的质量分数为0.30％～0.50％、Mn的质量分数小于0.003％、Mg的质量分数为0.70％～1.20％、Ni的质量分数小于0.002％、Zn的质量分数小于0.02％、Ti的质量分数小于0.008％、B的质量分数小于3×10-4％、Cd的质量分数小于3×10-4％、Li的质量分数小于6×10-4％和余量为Al称取高纯铝锭、中间合金Al-Si、中间合金Al-Cu和金属Mg；二、熔炼：首先进行熔炼纯铝洗炉，再将步骤一称取的高纯铝锭、中间合金Al-Si和中间合金Al-Cu依次加入电阻反射炉中，电阻反射炉开始升温，当电阻反射炉内温度上升至700～720℃时加入步骤一称取的金属Mg，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂后得到合金熔体；所述熔剂的加入量为2kg/t；三、精炼铸造：将步骤二得到的合金熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后合金熔体，将静置炉中得到的精炼后合金熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后合金熔体的液面与流盘内精炼后合金熔体的液面处于在同一水平面，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08MPa～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，即得到核反应堆用铝合金空心铸锭。本专利技术优点：一、本专利技术采用现有熔铸工艺并结合原料的科学配比及生产过程中的精细操作降低化学成分废品的产生，并保证了铸锭的表面质量；二、本专利技术针对不同合金的特性选择不同的加入时机，解决了各元素充分合金化的问题；三、按照本专利技术提供的方法得到的核反应堆用铝合金空心铸锭成品率高，达到85％，解决了现有方法制备的铸锭成品率低的问题。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式是一种核反应堆用铝合金空心锭，由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti、B、Cd、L和Al组成；所述的核反应堆用铝合金空心锭中Si的质量分数为0.60％～1.00％，Fe的质量分数小于0.18％，Cu的质量分数为0.30％～0.50％，Mn的质量分数小于0.003％，Mg的质量分数为0.70％～1.20％，Ni的质量分数小于0.002％，Zn的质量分数小于0.02％，Ti的质量分数小于0.008％，B的质量分数小于3×10-4％，Cd的质量分数小于3×10-4％，Li的质量分数小于6×10-4％，余量为Al。按本实施方式原料配比得到的核反应堆用铝合金空心锭由于Mg和Si形成主要强化相Mg2Si，加入Cu后，可弥补淬火后停留时间对人工时效带来的强度损失，Cu的加入出现四元相Al4Cu4Mg5Si4，参加时效过程，主要是在人工时效过程中起作用，Cu还能改善热加工性能，抑制挤压效应。Fe、Mn、Ni、Zn、Ti、B、Cd、Li均为杂质元素，实际生产中其含量越低越好。本实施方式采用高纯铝锭、中间合金Al-Si、中间合金Al-Cu和金属Mg作为熔炼原料，提供Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti、B、Cd、L和Al。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：所述的核反应堆用铝合金空心锭中Si的质量分数为0.80％，Fe的质量分数小于0.18％，Cu的质量分数为0.35％，Mn的质量分数小于0.003％，Mg的质量分数为1.00％，Ni的质量分数小于0.002％，Zn的质量分数小于0.02％，Ti的质量分数小于0.008％，B的质量分数小于3×10-4％，Cd的质量分数小于3×10-4％，Li的质量分数小于6×10-4％，余量为Al。其他与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式是一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法，具体是按以下步骤完成的：一、称量：按照Si的质量分数为0.60％～1.00％、Fe的质量分数小于0.18％、Cu的质量分数为0.30％～0.50％、Mn的质量分数小于0.003％、Mg的质量分数为0.70％～1.20％、Ni的质量分数小于0.002％、Zn的质量分数小于0.02％、Ti的质量分数小于0.008％、B的质量分数小于3×10-4％、Cd的质量分数小于3×10-4％、Li的质量分数小于6×10-4％和余量为Al称取高纯铝锭、中间合金Al-Si、中间合金Al-Cu和金属Mg；二、熔炼：首先进行熔炼纯铝洗炉，再将步骤一称取的高纯铝锭、中间合金Al-Si和中间合金Al-Cu依次加入电阻反射炉中，电阻反射炉开始升温，当电阻反射炉内温度上升至700～720℃时加入步骤一称取的金属Mg，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂后得到合金熔体；所述熔剂的加入量为2kg/t；三、精炼铸造：将步骤二得到的合金熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后合金熔体，将静置炉中得到的精炼后合金熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后合金熔体的液面与流盘内精炼后合金熔体的液面处于在同一水平面，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08MPa～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，即得到核反应堆用铝合金空心铸锭。本实施方式采用现有熔铸工艺并结合原料的科学配比及生产过程中的精细操作降低化学成分废品的产生，并保证了铸锭的表面质量。本实施方式针对不同合金的特性选择不同的加入时机，解决了各元素充分合金化的问题。按照本实施方式提供的方法得到的核反应堆用铝合金空心铸锭成品率高，达到85％，解决了现有方法制备的铸锭成品率低的问题。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三的不同点是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核反应堆用铝合金空心锭，其特征在于核反应堆用铝合金空心锭由Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Ti、B、Cd、L和Al组成；所述的核反应堆用铝合金空心锭中Si的质量分数为0.60％～1.00％，Fe的质量分数小于0.18％，Cu的质量分数为0.30％～0.50％，Mn的质量分数小于0.003％，Mg的质量分数为0.70％～1.20％，Ni的质量分数小于0.002％，Zn的质量分数小于0.02％，Ti的质量分数小于0.008％，B的质量分数小于3×10‑4％，Cd的质量分数小于3×10‑4％，Li的质量分数小于6×10‑4％，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种核反应堆用铝合金空心锭的制造方法，其特征在于核反应堆用铝合金空心锭的制造方法是按以下步骤完成的：一、称量：按照Si的质量分数为0.80％、Fe的质量分数小于0.18％、Cu的质量分数为0.35％、Mn的质量分数小于0.003％、Mg的质量分数为1.00％、Ni的质量分数小于0.002％、Zn的质量分数小于0.02％、Ti的质量分数小于0.008％、B的质量分数小于3×10-4％、Cd的质量分数小于3×10-4％、Li的质量分数小于6×10-4％和余量为Al称取高纯铝锭、中间合金Al-Si、中间合金Al-Cu和金属Mg；二、熔炼：首先进行熔炼纯铝洗炉，再将步骤一称取的高纯铝锭、中间合金Al-Si和中间合金Al-Cu依次加入电阻反射炉中，电阻反射炉开始升温，当电阻反射炉内温度上升至700～720℃时加入步骤一称取的金属Mg，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂后得到合金熔体；所述熔剂的加入量为2kg/t；三、精炼铸造：将步骤二得到的合金熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后合金熔体，将静置炉中得到的精炼后合金熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后合金熔体的液面与流盘内精炼后合金熔体的液面处于在同一水平面，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，即得到核反应堆用铝合金空心铸锭；步骤二中所述的熔炼纯铝洗炉具体操作如下：①、涂料：将操作过程中与铝液接触工具涂一层TiO2，包括取样勺、搅拌用的耙子、流管、钎子和控制阀；②、将纯铝锭加入电阻反射炉中，并在温度为700～750℃的条件下搅拌熔炼10min～15min，覆盖上熔剂Ⅰ后得到纯铝熔体；所述熔剂Ⅰ的加入量为2kg/t；将纯铝熔体在温度为710～730℃下导入静置炉，向合金熔体中通入氩气，在温度为710～730℃和通入氩气条件下精炼10min～15min，然后在温度为710～730℃下静置10～30min，得到精炼后纯铝熔体，将静置炉中得到的精炼后纯铝熔体通过流盘注入结晶器中，并保持静置炉中精炼后纯铝熔体的液面与流盘内精炼后纯铝熔体的液面处于在同一水平，然后在铸造速度为70mm/min～75mm/min、铸造温度为710～720℃和铸造冷却水压为0.08～0.12MPa的条件下进行半连续铸造，得到纯铝铸锭；③、重复步骤②操作9～...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷云霞，黄岩超，才智，刘超，刘义虎，吴晓旭，滕志贵，陈雷，高宝亭，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23