一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺，它包括以下步骤：S1、将待均匀化处理的铝合金铸锭放置于炉体内；S2、第一级均匀化处理：设定炉体的升温速率为20~50℃/h，使炉体内温度达到350~360℃，在350~360℃的温度下保温8~9h；S3、第二级均匀化处理：设定炉体的升温速率为50~70℃/h；S4、第三级均匀化处理：设定炉体的升温速率为70~100℃/h，使炉体内温度达到470~480℃，在470~480℃的温度下保温16~17h，使得析出的Al

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺
本专利技术涉及铝合金铸锭均匀化处理的
，特别是一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺。
技术介绍
7B05合金属7xxx系可热处理变形铝合金，因其具有密度小、比强度高、加工和耐应力腐蚀性能好等优点，已被广泛应用于高速列车的牵引梁、枕梁和缓冲梁等结构件。7B05铝合金的合金化程度较高，含有较多的Zn、Mg、Cu等合金元素，在半连续铸造过程中由于快速冷却会使铸锭产生枝晶偏析以及η(MgZn2)相、T(Al2Mg3Zn3)相、S(Al2CuMg)、AlFeMnSi等结晶相，而这种铸态组织直接使用将影响铸锭的加工与产品的最终性能，而合理的均匀化处理能有效改善铸锭的性能。铝合金均匀化处理的原理为将铸锭加热到接近固相线或共晶温度，长时间保温后冷却到室温的工艺。通过溶质原子的扩散，使可溶解的相组织完全或接近完全溶解，使铸锭组织均匀以及少量弥散析出的细小Al3Zr质点，同时消除铸造应力，降低变形抗力。均匀化处理具有以下三大作用：1、消除了铸锭晶界上的非平衡凝固共晶组织：均匀化处理使非平衡结晶相AlZnMg溶入基体，基体成分均匀化，为后续的塑性加工创造条件，同时也尽可能地降低残留结晶相的数量，以消除低熔点共晶和铸锭组织中的残留相，改善铸锭的热塑性，提高合金的韧性和疲劳寿命，提高合金元素在基体中的固溶度。2、消除铸造应力：通过均匀化退火处理，使铸锭的化学成分、微观组织变得均匀，合金的塑性增加，同时消除了铸锭在冷却不均时产生的内应力,降低合金的变形抗力。中国专利中公开号为CN109402537A中，公开了一种铝合金铸锭及铝合金均匀化工艺，它包括：对铝合金铸锭进行第一阶段均匀化加热处理，所述第一阶段均匀化加热处理的温度为400-440℃，保温时间为8-10h；对铝合金铸锭进行第二阶段均匀化加热处理，所述第二阶段均匀化加热处理的温度为520-560℃，保温时间为20-26h；对第二阶段均匀化加热处理后的铝合金铸锭进行快速冷却处理。该专利虽然能够对铝合金铸锭进行均匀化处理，但是仍然存在以下缺陷：1、均匀化产生的Al3Zr粒子分布并不均匀。2、第二阶段均匀化温度超过480℃，产生过烧缺陷。3、在最后一步冷却过程中，冷却速度过快，固溶于基体中Mg、Zn原子增加，存在淬火效应，使棒的硬度提高，增加后期加工变形抗力，降低挤压速度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种显著提高铸锭中A13Zr粒子析出数量与分布均匀性、工艺步骤简单、防铝合金铸锭变形的铝合金铸锭的均匀化处理工艺。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺，它包括以下步骤：S1、将待均匀化处理的铝合金铸锭放置于炉体内；S2、第一级均匀化处理：设定炉体的升温速率为20~50℃/h，使炉体内温度达到350~360℃，在350~360℃的温度下保温8~9h，使得从铝合金铸锭组织内析出的Al3Zr粒子在晶内高浓度区均匀预形核，且不致于过快地长大，使其弥散细小，同时使部分低熔点共晶相溶解；S3、第二级均匀化处理：设定炉体的升温速率为50~70℃/h，使炉体内温度达到420~430℃，在420~430℃的温度下保温4~5h，使得步骤S2中析出的Al3Zr粒子逐渐长大；S4、第三级均匀化处理：设定炉体的升温速率为70~100℃/h，使炉体内温度达到470~480℃，在470~480℃的温度下保温16~17h，使得析出的Al3Zr粒子分布的更加均匀；S5、铝合金铸锭的冷却，具体包括以下步骤：S51、将炉体内的铝合金铸锭取出；S52、采用强风慢冷的方式对高温铝合金铸锭进行冷却，冷却时间控制在1~1.3h，当冷却到200~220℃后；S53、采用水冷方式对铝合金铸锭进行冷却以防止其变形；S54、采用强风急冷的方式对高温铝合金铸锭进行冷却，冷却时间控制在20~30min，当冷却到60~63℃后，得到综合性能良好的成品铝合金铸锭。所述步骤S3中大量的粗大共晶相MgZnAl相与部分AlFeMnCr复合粒子能溶入铝合金铸锭基体，协同不同类型的第二相的溶解与析出行为，为后续热加工过程中抑制合金的再结晶提供较好的微观结构条件。所述步骤S4中A13Zr粒子的平均半径为10~25nm。本专利技术具有以下优点：（1）本专利技术通过三级均化处理铝合金铸锭，显著提高了铸锭中A13Zr粒子析出数量与分布均匀性，可降低加工板材中再结晶分数约20%，该工艺通过三级均化处理，确保能够析出均匀、弥散分布的η平衡相，使η相对A13Zr粒子的析出起异质形核的作用，降低了Al3Zr粒子析出的激活能，提高了Al3Zr粒子析出的数量，减轻了晶内、晶界分布不均匀。（2）本专利技术先采用强风慢速冷却，然后采用水冷，最后采用强风快速冷却，不仅保证在短时间内将铝合金铸锭进行冷却，还避免了由于冷却速度过快导致铝合金铸锭变形。附图说明图1为铝合金铸锭扫描电镜照片图;图2为铝合金铸锭经一级均匀化处理后的电镜照片图；图3为铝合金铸锭经二级均匀化处理后的电镜照片图；图4为铝合金铸锭经三级均匀化处理后的电镜照片图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，本专利技术的保护范围不局限于以下所述：实施例一：一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺，它包括以下步骤：S1、将待均匀化处理的铝合金铸锭放置于炉体内；S2、第一级均匀化处理：设定炉体的升温速率为20℃/h，使炉体内温度达到350℃，在350℃的温度下保温8h，使得从铝合金铸锭组织内析出的Al3Zr粒子在晶内高浓度区均匀预形核，且不致于过快地长大，使其弥散细小，同时使部分低熔点共晶相溶解，铝合金铸锭的晶相组织如图2所示，图中灰色部分为Al基体，白色部分为析出的Al3Zr粒子；S3、第二级均匀化处理：设定炉体的升温速率为50℃/h，使炉体内温度达到420℃，在420℃的温度下保温4h，使得步骤S2中析出的Al3Zr粒子逐渐长大，铝合金铸锭的晶相组织如图3所示；S4、第三级均匀化处理：设定炉体的升温速率为70℃/h，使炉体内温度达到470℃，在470℃的温度下保温16h，使得析出的Al3Zr粒子分布的更加均匀，均匀化处理后，铝合金铸锭的晶相组织如图4所示；S5、铝合金铸锭的冷却，具体包括以下步骤：S51、将炉体内的铝合金铸锭取出；S52、采用强风慢冷的方式对高温铝合金铸锭进行冷却，冷却时间控制在1h，当冷却到200℃后；S53、采用水冷方式对铝合金铸锭进行冷却以防止其变形；S54、采用强风急冷的方式对高温铝合金铸锭进行冷却，冷却时间控制在20min，当冷却到60℃后，得到综合性能良好的成品铝合金铸锭。所述步骤S3中大量的粗大共晶相MgZnAl相与部分AlFeMnCr复合粒子能溶入铝合金铸锭基体，协同不同类型的第二相的溶解与析出行为，为后续热加工过程中抑制合金的再结晶提供较好的微观结构条件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺，其特征在于：它包括以下步骤：/nS1、将待均匀化处理的铝合金铸锭放置于炉体内；/nS2、第一级均匀化处理：/n设定炉体的升温速率为 20~50 ℃/h，使炉体内温度达到350~360℃，在350~360℃的温度下保温8~9h，使得从铝合金铸锭组织内析出的Al

【技术特征摘要】
1.一种铝合金铸锭的均匀化处理工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、将待均匀化处理的铝合金铸锭放置于炉体内；
S2、第一级均匀化处理：
设定炉体的升温速率为20~50℃/h，使炉体内温度达到350~360℃，在350~360℃的温度下保温8~9h，使得从铝合金铸锭组织内析出的Al3Zr粒子在晶内高浓度区均匀预形核，且不致于过快地长大，使其弥散细小，同时使部分低熔点共晶相溶解；
S3、第二级均匀化处理：
设定炉体的升温速率为50~70℃/h，使炉体内温度达到420~430℃，在420~430℃的温度下保温4~5h，使得步骤S2中析出的Al3Zr粒子逐渐长大；
S4、第三级均匀化处理：
设定炉体的升温速率为70~100℃/h，使炉体内温度达到470~480℃，在470~480℃的温度下保温16~17h，使得析出的Al3Zr粒子分布的更加均匀；
S5、铝合金铸锭的冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖健，
申请(专利权)人：四川阳光坚端铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51