本發(fā)明涉及一種zl105a鋁合金的制備方法。

背景技術(shù)：

zl105a鋁合金是在zl105鋁合金的基礎(chǔ)上調(diào)整成分而發(fā)展的一種優(yōu)質(zhì)合金，主要用于軍工、航空航天、汽車、模具制造等領(lǐng)域。具有良好的鑄造性能、切削加工性，較高的氣密性和一定的焊接性，與zl105相比，主要是降低了雜質(zhì)(fe、mn、zn)含量，并縮小了合金元素mg的成分上下限，使其能夠達(dá)到更高強(qiáng)度，同時(shí)可添加ti、b等細(xì)化組織，或采用變質(zhì)處理來(lái)提高力學(xué)性能，該合金經(jīng)熱處理強(qiáng)化后具有較高的強(qiáng)度、較低熱膨脹系數(shù)和一定的高溫力學(xué)性能，可用于鑄造優(yōu)質(zhì)鑄件，該合金耐腐蝕性一般。

現(xiàn)有zl105a鋁合金的制備工藝有以下兩種方案

（1）使用電阻爐或中頻感應(yīng)爐，將計(jì)算好的99.70%鋁錠（fe≤0.2%）及鋁硅中間合金錠加入爐中，升溫熔化爐料，等爐料全部熔化后，除凈熔渣，加入熔劑。當(dāng)溫度達(dá)到680℃時(shí)，加入鋁銅中間合金，用鐘罩將預(yù)熱到200-300℃的al-mg中間合金壓入熔池中心離坩堝15mm的深處，并緩慢回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)間為3-5min，然后升溫到730-750℃，用爐料總重量的0.7%-0.75%的六氯乙烷（或其他精煉劑）分3次用鐘罩壓入熔池中心離坩堝底150-100mm的深處，對(duì)合金液進(jìn)行精煉，精煉時(shí)間為10-15min，并緩慢在爐內(nèi)繞圈。精煉反應(yīng)完成后，靜置1-2min后，取試樣作爐前分析。如爐前分析發(fā)現(xiàn)合金成分低于或高于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，立即進(jìn)行成分調(diào)整工作。當(dāng)溫度達(dá)到750℃時(shí)，扒渣出爐，用坩堝或手抬包盛取合金液，將合金澆入鑄型。該方案的熔煉工藝較為復(fù)雜，配料涉及鋁硅中間合金、鋁銅中間合金及鋁鎂中間合金，采用中間合金產(chǎn)品較多，生產(chǎn)費(fèi)用高，流程長(zhǎng)，且無(wú)法有效解決zl105a合金耐蝕性問(wèn)題。

（2）在保證zl105合金錠化學(xué)成分要求上，在合金中添加少量耐腐蝕性微量元素，將鋁錠及中間合金加入爐內(nèi)進(jìn)行熔化，待爐料熔化完成后，加入適量鋁錳合金，使?fàn)t內(nèi)錳含量≤0.3%，熔化后鋁液溫度在680-710℃用鐘罩將鎂錠壓入爐內(nèi)并緩慢移動(dòng)，時(shí)間為3-5min，之后進(jìn)行鋁液精煉處理，取樣檢測(cè)調(diào)整合金液成分至要求范圍。錳元素可以抑制合金中鐵元素帶來(lái)的不利影響，在鋁合金中主要組織組成物為α-mnal6，增加鋁合金的抗腐蝕性。該方案的不足是：錳元素的加入能阻止鋁合金的再結(jié)晶過(guò)程，提高再結(jié)晶溫度，但會(huì)使合金的塑性出現(xiàn)降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供了一種zl105a鋁合金的制備方法，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種zl105a鋁合金的制備方法，按重量計(jì)，合金成分如下：fe≤0.07%，si4.5%-5.5%，mg0.5%-0.55%，cu1.0%-1.5%，其它單個(gè)元素≤0.05%、合計(jì)≤0.15%，余量為鋁；

制備步驟如下：

（1）原材料準(zhǔn)備：鋁錠：al≥99.90%，質(zhì)量滿足gb/t1196-2008標(biāo)準(zhǔn)要求；2202工業(yè)硅：質(zhì)量滿足gb/t2881-2014標(biāo)準(zhǔn)要求；陰極銅：cu≥99.95%，質(zhì)量滿足gb/t467-2010標(biāo)準(zhǔn)要求；鎂錠：mg≥99.95%，質(zhì)量滿足gb/t3499-2011標(biāo)準(zhǔn)要求；

（2）熔化：先將總用量的80～90%的鋁錠加入熔爐中，加熱升至900～950℃，然后分批次加入2202工業(yè)硅，熔化均勻后，溫度降至850～900℃，再加入陰極銅，待銅熔化后，將剩余的鋁錠加入，再在680～710℃加入鎂錠；

（3）精煉：將溫度控制在720～730℃，加入六氯乙烷精煉劑，攪拌精煉2～3次；

（4）澆鑄：精煉完成后，扒除表面渣，合金成分檢測(cè)合格后澆鑄。

優(yōu)選地，六氯乙烷的用量為合金總重量的0.3～0.4%。

本發(fā)明的有益效果

1.本發(fā)明通過(guò)原料變更及工藝調(diào)整，采用高溫處理可直接采用工業(yè)硅和銅板進(jìn)行熔煉，取代了生產(chǎn)鋁中間合金產(chǎn)品的環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程，降低了生產(chǎn)成本，提高效率。

2.該合金中鐵元素屬于雜質(zhì)類元素，影響鋁合金的耐腐蝕性能，本發(fā)明采用高純鋁原料進(jìn)行合金熔煉，降低了合金中鐵含量，從而可改善合金的耐腐蝕性能，同時(shí)使合金抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率得到提升。

3.產(chǎn)生效益：該工藝通過(guò)取代鋁中間合金產(chǎn)品熔煉，可降低原料投入成本，工業(yè)硅原料成本為11111元/噸，陰極銅原料成本為31880元/噸，alsi20中間合金成本為13500元/噸，alcu50中間合金成本為21937元/噸。

按照加入比例，zl105a合金噸產(chǎn)品使用中間合金成本：13500*0.253+21973*0.022=3493.9元

zl105a合金噸產(chǎn)品直接使用工業(yè)硅及陰極銅成本：11111*0.052+31880*0.011=928.5元

則噸產(chǎn)品可降低原料費(fèi)用3493.9-928.5=2565.4元。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

原材料要求：①al99.90鋁錠（fe≤0.06%），質(zhì)量滿足gb/t1196-2008標(biāo)準(zhǔn)要求；②2202工業(yè)硅，質(zhì)量滿足gb/t2881-2014標(biāo)準(zhǔn)要求；③陰極銅（cu≥99.95%），質(zhì)量滿足gbt467-2010標(biāo)準(zhǔn)要求；④鎂錠（mg≥99.95%），質(zhì)量滿足gbt3499-2011標(biāo)準(zhǔn)要求。

爐內(nèi)加入226kg鋁錠，升溫熔化，分別將稱量好的工業(yè)硅、銅板、鎂錠放置在爐邊平臺(tái)進(jìn)行預(yù)熱，爐內(nèi)鋁液溫度升至910℃后，分兩次加入工業(yè)硅13.7kg，攪拌，為工業(yè)硅能夠充分溶解，熔化過(guò)程保證爐內(nèi)溫度≥900℃。熔化完成后溫度降至875℃，加入陰極銅2.74kg，待完全熔化加入28kg鋁錠（降溫錠），使溫度下降至710℃，然后使用鐘罩壓入鎂錠1.65kg。化鎂后，控溫至720℃，使用鋁箔將1kg六氯乙烷精煉劑分3份包裹，分三次采用鐘罩壓入合金液精煉，同時(shí)攪拌除氣，精煉完成后將鋁液表面渣扒干凈，靜置約5min取樣分析成分，對(duì)合金液進(jìn)行調(diào)整，合金成分要求滿足如下指標(biāo)：fe≤0.07%，si4.5%-5.5%，mg0.5%-0.55%，cu1.0%-1.5%，其它單個(gè)元素≤0.05%、合計(jì)≤0.15%，余量為鋁。成分合格后澆取物理性能試樣棒，澆鑄。

合金的實(shí)際化學(xué)成分如下：

外觀符合：gb/t8733-2007要求。

合金t5狀態(tài)下物理性能指標(biāo)如下：

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。