高硅铝合金空心铸锭制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铝合金铸造领域，具体涉及一种发动机缸套用高硅铝合金空心铸锭制造方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，生产铝合金管主要采用两种方法:一种是分流组合模进行生产，该方法会在管壁上留下焊缝，其力学性能较差，不利于作为缸套使用。另一种是利用车床将实心铸锭加工成管状坯，再对管状坯进行无缝管挤压，该方法虽解决了焊缝问题，但会造成铝合金材料浪费，加工时间长，生产效率低下的问题；若工艺控制不当，还会对挤压无缝管内壁的表面质量产生破坏性影响。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工艺步骤简单、可有效减少材料浪费及生产缺陷的高硅铝合金空心铸锭制造方法。
[0004]为达到上述目的，本发明提供如下技术方案:一种高硅铝合金空心铸锭制造方法，主要包括以下步骤:
[0005](I)合金熔炼:按成分配比将高硅铝合金原料投入熔化炉中熔炼，熔炼温度为720V?760°C，熔炼时间为8h?1h ；
[0006](2)成分调整:控制高硅铝合金铸锭内各成分配比，其中:Si 18?22%，Mg O?0.7%,Fe 0.1 ?0.2%，Cu 0.2 ?4.5%，Μη 0.01 ?0.1%，Ti 0.01 ?0.03%，Zn 0.01 ?0.03% ；
[0007](3)合金熔液精炼:向熔化炉内加入精炼剂，并向炉内吹入氩气与氯气的混合气体，精炼10?20min，精炼后溶液中氢气含量< 0.25ml/100g ；
[0008](4)精炼结束后铝合金熔液静置30min ；
[0009](5)铸造:在半连续铸造机上进行空心铸锭浇铸，浇铸温度为710?730°C，铸造速度为18?25mm/min,水流量为5.6?6m3/h ；
[0010](6)均匀化；
[0011](7)挤压。
[0012]进一步，所述第(I)步骤中，熔炼高硅铝合金的原料选用纯铝锭、铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铬中间合金熔炼，铝锌中间合金及铝钛硼细化剂，待炉中炉料熔化后投入纯镁锭。
[0013]进一步，所述第(3)步骤中，精炼剂在熔化炉内温度为735°C时加入；氩气与氯气的体积比为(31?33.5): 1
[0014]进一步，所述第(3)步骤中，精炼剂的加入量为熔化炉中铝合金熔液总量的0.45%?0.55%。
[0015]进一步，所述第(5)步骤中的铸造过程为:先让铝合金熔液充满整个结晶器型腔，整个过程中开启电磁搅拌，待液面超过石墨环后开始起车下拉出铸棒，铸造过程中控制流槽液面高度，结束时关闭水阀门，继而关闭铸造机，停止下拉铸棒，待铸棒冷却后吊出。
[0016]进一步，所述第(6)步骤中，在均质炉中进行均匀化处理，温度为525°C?535°C，保温时间为16h。
[0017]本发明的有益效果在于:本发明的高硅铝合金空心铸锭制造方法采用合金熔炼一合金熔液精炼一铸造一均匀化一挤压的工艺流程，即先铸造得到空心铸锭、再挤压成形，与传统工艺相比，具有以下优点:
[0018]I)短流程，有效提高生产效率；
[0019]2)无切削过程，显著提高了材料利用率；
[0020]3)挤压过程可充分保证环坯材料的铸态改性，获得细密且均匀化的组织；
[0021]4)抗拉强度高，硬度高，耐磨性明显优于传统的缸套生产工艺。
[0022]选用材料为常规易得材料，价格低廉，整体工艺流程简单，在有效保证空心铸锭性能的同时还缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本，经济效益明显。
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述。
[0024]第一实施例
[0025]本实施例的高硅铝合金空心铸锭制造方法，主要包括以下步骤:
[0026](I)合金熔炼:按成分配比将高硅铝合金原料投入熔化炉中熔炼，熔炼温度为720°C，熔炼时间为1h ;其中，熔炼原料选用纯铝锭、铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铬中间合金熔炼，铝锌中间合金及铝钛硼细化剂，待炉中炉料熔化后投入纯镁锭。
[0027](2)成分调整:控制高硅铝合金铸锭内各成分配比，其中:Si 18%, Mg O, Fe0.1 %, Cu 0.2%, Mn 0.01%, Ti 0.01%, Zn 0.01% ；
[0028](3)合金熔液精炼:熔化炉内温度为735°C时向熔化炉内加入精炼剂，精炼剂的加入量为熔化炉中铝合金熔液总量的0.45% ;精炼剂加入后利用气压泵向炉内吹入氩气与氯气的混合气体，氩气与氯气的体积比为31: I ;精炼20min，精炼后溶液中氢气含量^ 0.25ml/100g；
[0029](4)精炼结束后铝合金熔液静置30min ；
[0030](5)铸造:在半连续铸造机上进行空心铸锭浇铸，浇铸温度为710°C，铸造速度为18mm/min，水流量为5.6m3/h ;具体的铸造过程为:让铝合金熔液充满整个结晶器型腔，待液面超过石墨环后开始起车下拉出铸棒。充盈过程中开启电磁搅拌，以减小初晶硅尺寸；铸造过程中控制流槽液面高度；铸造快结束时关闭水阀门，避免水飞溅到铸件表面而引起铸件表面开裂；关闭水阀门后，关闭铸造机，停止下拉铸棒，待铸棒冷却后吊出检测。
[0031](6)均匀化:在均质炉中进行均匀化处理，温度为525°C，保温时间为16h。
[0032](7)挤压。
[0033]本实施例中，铝合金原料选用的为现用常规产品，精炼剂可选用常规精炼剂或六氯乙烷，材料易得，价格低廉，整体工艺流程简单，在有效保证空心铸锭性能的同时还缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本，经济效益明显。
[0034]采用该工艺方法获得的空心铸锭，其初晶硅颗粒平均尺寸< 30μπι，抗拉强度彡250Mpa，250°C下抗拉强度彡150Mpa，硬度HB彡120，耐磨性明显优于传统的缸套生产工
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[0035]第二实施例
[0036]本实施例的高硅铝合金空心铸锭制造方法，主要包括以下步骤:
[0037](I)合金熔炼:按成分配比将高硅铝合金原料投入熔化炉中熔炼，熔炼温度为760°C，熔炼时间为8h;其中，熔炼原料选用纯铝锭、铝硅中间合金、铝锰中间合金、铝铜中间合金、铝铬中间合金熔炼，铝锌中间合金及铝钛硼细化剂，待炉中炉料熔化后投入纯镁锭。
[0038](2)成分调整:控制高硅铝合金铸锭内各成分配比，其中:Si 22%, Mg 0.1%, Fe0.2%, Cu 4.5%, Mn 0.1%, Ti 0.03%, Zn 0.03% ；
[0039](3)合金熔液精炼:熔化炉内温度为735°C时向熔化炉内加入精炼剂，精炼剂的加入量为熔化炉中铝合金熔液总量的0.55% ;精炼剂加入后利用气压泵向炉内吹入氩气与氯气的混合气体，氩气与氯气的体积比为33.5:1 ;精炼lOmin，精炼后溶液中氢气含量^ 0.25ml/100g；
[0040](4)精炼结束后铝合金熔液静置30min ；
[0041](5)铸造:在半连续铸造机上进行空心铸锭浇铸，浇铸温度为730°C，铸造速度为25mm/min，水流量为6m3/h ;具体的铸造过程为:让铝合金熔液充满整个结晶器型腔，待液面超过石墨环后开始起车下拉出铸棒。充盈过程中开启电磁搅拌，以减小初晶硅尺寸；铸造过程中控制流槽液面高度；铸造快结束时关闭水阀门，避免水飞溅到铸件表面而引起铸件表面开裂；关闭水阀门后，关闭铸造机，停止下拉铸棒，待铸棒冷却后吊出检测。
[0042](6)均匀化:在均质炉中进行均匀化处理，温度为535°C，保温时间为16h。
[0043](7)挤压。
[0044]本实施例中，铝合金原料选用的为现用常规产品，精炼剂可选用常规精炼剂或六氯乙烷，材料易得，价格低廉，整体工艺流程简单，在有效保证空心铸锭性能的同时还缩短了生产周期，提高了生产效率，降低了生产成本，经济效益明显。
[0045]采用该工艺方法获得的空心铸锭，其初晶硅颗粒平均尺寸< 30μπι，抗拉强度彡250Mpa，250°C下抗拉强度彡150Mpa，硬度HB彡120，耐磨性明显优于传