一种电导率优良的铝合金铸锭及其生产工艺
阅读说明：本技术 一种电导率优良的铝合金铸锭及其生产工艺 (Aluminum alloy ingot with excellent conductivity and production process thereof ) 是由 陈伟 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电导率优良的铝合金铸锭及其生产工艺,涉及铝合金铸锭技术领域,为解决现有的铝合金铸锭在生产过程中存在电导率偏低的问题,无法达到设计要求的问题。包括如下步骤,步骤一：铝合金熔炼,铸造铝合金的组织由固溶有Si、Mg、Cu等合金元素的铝基体和共晶Si组成,Si含量为百分之四,Mg含量为百分之零点五,Cu含量为百分之一,添加Zr和Cr,Zr含量为百分之零点三,Cr含量为百分之零点二,将纯铝和中间合金配置好,置于炉中熔化,合金炉料在熔池中分布均匀,炉料装平,炉料装完后升温,过热温度为七百四十摄氏度,保温十分钟,压入C2CL6进行除气,铝合金从固态转变为液态,在炉料软化下榻时在表面撒粉状溶剂覆盖。(The invention discloses an aluminum alloy ingot with excellent conductivity and a production process thereof, relates to the technical field of aluminum alloy ingots, and aims to solve the problems that the conventional aluminum alloy ingot has low conductivity in the production process and cannot meet the design requirements. The method comprises the following steps: smelting an aluminum alloy, wherein the structure of the cast aluminum alloy consists of an aluminum matrix in which alloy elements such as Si, Mg, Cu and the like are dissolved and eutectic Si, the content of Si is four percent, the content of Mg is one-half percent, the content of Cu is one-half percent, Zr and Cr are added, the content of Zr is one-half percent and the content of Cr is two-half percent, pure aluminum and intermediate alloy are prepared and placed in a furnace for melting, alloy furnace burden is uniformly distributed in the molten pool, the furnace burden is flatly loaded, the temperature is raised after the furnace burden is loaded, the overheating temperature is seven-hundred-forty ℃, the temperature is kept for ten minutes, C2CL6 is pressed in for degassing, the aluminum alloy is converted from a solid state to a liquid state, and powdery solvent is spread on the surface to cover when the furnace burden is softened and laid down.)
技术领域
本发明涉及铝合金铸锭技术领域，具体为一种电导率优良的铝合金铸锭及其生产工艺。
背景技术
在熔铸过程中通过纯净化、细晶化、均匀化、非平衡化等方法等到高纯、高强、高韧耐蚀等优异性能的高品质铝合金铸锭，是熔铸发展的关键技术，作为金属材料电学性能指标之一的电导率，不仅反映了材料的导电性能，而且也与材料的成分和内部组织有关，铝合金铸锭电导率仅次于银和铜。
但是，现有的铝合金铸锭在生产过程中存在电导率偏低的问题，无法达到设计要求，因此不满足现有的需求，对此我们提出了一种电导率优良的铝合金铸锭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电导率优良的铝合金铸锭及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的现有的铝合金铸锭在生产过程中存在电导率偏低的问题，无法达到设计要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电导率优良的铝合金铸锭，所述电导率优良的铝合金铸锭由冷却箱加工，所述冷却箱包括第一冷却机构、第二冷却机构、第三冷却机构、第四冷却机构、水冷板、风冷板、冷却风机、冷却水循环管、进液口、回液口、安装板、雾冷板、雾冷喷嘴、压缩空气罐、冷却液储罐、气液混合罐、泵体、雾冷管、基台、置物板、滑块、滑槽、通槽、翅片；
其中，所述电导率优良的铝合金铸锭的生产工艺包括如下步骤：
步骤一：铝合金熔炼，铸造铝合金的组织由固溶有Si、Mg、Cu等合金元素的铝基体和共晶Si组成，Si含量为百分之四，Mg含量为百分之零点五，Cu含量为百分之一，添加Zr和Cr，Zr含量为百分之零点三，Cr含量为百分之零点二，将纯铝和中间合金配置好，置于炉中熔化，合金炉料在熔池中分布均匀，炉料装平，炉料装完后升温，过热温度为七百四十摄氏度，保温十分钟，压入C2CL6进行除气，铝合金从固态转变为液态，在炉料软化下榻时在表面撒粉状溶剂覆盖，采用电磁搅拌的方式对铝合金熔液进行搅拌；
步骤二：铝合金熔体精炼，从熔体中去除气体、夹杂物和有害元素，获得优良铝液；
步骤三：将铝液铸造成铝合金铸锭，均质处理，将铸造完成后的铝合金铸锭升温至保温温度六百摄氏度，保温二十个小时；
步骤四：出炉，将上端置有铝合金铸锭的置物板拉出炉外，再将置物板置于冷却箱的内部；
步骤五：第一冷却机构和第二冷却机构进行风冷和水冷，第三冷却机构和第四冷却机构进行雾冷，冷却铝合金铸锭。
在进一步的实施例中，所述冷却箱内部的一侧安装有第一冷却机构，所述冷却箱内部的另一侧安装有第二冷却机构，所述冷却箱内部的顶端安装有第三冷却机构，所述冷却箱内部的底端安装有第四冷却机构。
在进一步的实施例中，所述第一冷却机构和第二冷却机构均包括水冷板和风冷板，且风冷板与水冷板通过螺栓连接。
在进一步的实施例中，所述水冷板的内部安装有冷却水循环管，所述冷却水循环管的一端设置有进液口，所述冷却水循环管的另一端设置有回液口。
在进一步的实施例中，所述风冷板包括冷却风机，且冷却风机设置有两个。
在进一步的实施例中，所述第三冷却机构和第四冷却机构包括安装板，所述安装板的下端安装有雾冷板，所述雾冷板的下端安装有若干雾冷喷嘴。
在进一步的实施例中，所述冷却箱的上端安装有压缩空气罐、冷却液储罐、气液混合罐和泵体，所述泵体的两端均安装有雾冷管。
在进一步的实施例中，所述冷却箱内部的两侧均安装有基台，所述基台的上端安装有置物板，所述置物板下端的两侧均安装有滑块，所述基台的上端设置有滑槽，且滑块嵌入滑槽的内部，且滑槽与滑块滑动连接。
在进一步的实施例中，所述置物板的上端设置有若干通槽。
在进一步的实施例中，所述水冷板与风冷板之间安装有若干翅片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的第一冷却机构和第二冷却机构均由水冷结构和风冷结构组合而成，第三冷却机构和第四冷却机构为雾冷机构，四个冷却机构对铝合金铸锭进行全方位冷却，多种冷却方式组合使用加快对铝合金铸锭的冷却，缩短铝合金铸锭的冷却时间，提高均质时的冷却速度，从而提高铝合金铸锭的电导率；
2、本发明置物板的上端设置有若干通槽，第三冷却机构和第四冷却机构分别位于置物板的上方和下方，在第三冷却机构和第四冷却机构工作进行雾冷时，能够充分与铝合金铸锭的表面接触，提高了铝合金铸锭的冷却均匀度，从而进一步提高了均质时的冷却速度，提高铝合金铸锭的电导率；
2、本发明的Si、Mg、Cu、Zr和Cr元素对合金的强度、硬度以及电导率有影响，添加Cu能够提高合金的抗拉强度和疲劳强度，改善合金的切削加工性并提高表面光洁度，而不会使其铸造性下降，Cu的存在增加了晶体的刚性，使晶体的热振动减弱，热处理后Cu的第二相析出，改善离子电场的规整性，合金中的Mg元素通过时效强化产生Mg2Si强化相，提高合金的力学性能，合金的力学性能和电导率均得到提高，溶质原子的均匀析出增加了基体的均匀性和纯净度，减少了晶格畸变和电子波的散射几率，因此提高了合金电导率，满足高强度高电导率的需要，微量的Zr可以细化晶粒，对合金的淬火敏感性、断裂韧度、抗应力腐蚀和抗再结晶均有影响，但对合金电导率没有影响，Cr的加入起到弥散强化作用，提高了合金的力学性能。
附图说明
图1为本发明的冷却箱的结构示意图；
图2为本发明的第一冷却机构和第二冷却机构的结构示意图；
图3为本发明的冷却水循环管的结构示意图；
图4为本发明的第三冷却机构和第四冷却机构的结构示意图；
图5为本发明的置物板的俯视图。
图中：1、冷却箱；2、第一冷却机构；3、第二冷却机构；4、第三冷却机构；5、第四冷却机构；6、水冷板；7、风冷板；8、冷却风机；9、冷却水循环管；10、进液口；11、回液口；12、安装板；13、雾冷板；14、雾冷喷嘴；15、压缩空气罐；16、冷却液储罐；17、气液混合罐；18、泵体；19、雾冷管；20、基台；21、置物板；22、滑块；23、滑槽；24、通槽；25、翅片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种电导率优良的铝合金铸锭，电导率优良的铝合金铸锭由冷却箱1加工，冷却箱1包括第一冷却机构2、第二冷却机构3、第三冷却机构4、第四冷却机构5、水冷板6、风冷板7、冷却风机8、冷却水循环管9、进液口10、回液口11、安装板12、雾冷板13、雾冷喷嘴14、压缩空气罐15、冷却液储罐16、气液混合罐17、泵体18、雾冷管19、基台20、置物板21、滑块22、滑槽23、通槽24、翅片25；
其中，电导率优良的铝合金铸锭的生产工艺包括如下步骤：
步骤一：铝合金熔炼，铸造铝合金的组织由固溶有Si、Mg、Cu等合金元素的铝基体和共晶Si组成，Si含量为百分之四，Mg含量为百分之零点五，Cu含量为百分之一，添加Zr和Cr，Zr含量为百分之零点三，Cr含量为百分之零点二，将纯铝和中间合金配置好，置于炉中熔化，合金炉料在熔池中分布均匀，炉料装平，炉料装完后升温，过热温度为七百四十摄氏度，保温十分钟，压入C2CL6进行除气，铝合金从固态转变为液态，在炉料软化下榻时在表面撒粉状溶剂覆盖，采用电磁搅拌的方式对铝合金熔液进行搅拌；
步骤二：铝合金熔体精炼，从熔体中去除气体、夹杂物和有害元素，获得优良铝液；
步骤三：将铝液铸造成铝合金铸锭，均质处理，将铸造完成后的铝合金铸锭升温至保温温度六百摄氏度，保温二十个小时；
步骤四：出炉，将上端置有铝合金铸锭的置物板21拉出炉外，再将置物板21置于冷却箱1的内部；
步骤五：第一冷却机构2和第二冷却机构3进行风冷和水冷，第三冷却机构4和第四冷却机构5进行雾冷，冷却铝合金铸锭。
进一步，冷却箱1内部的一侧安装有第一冷却机构2，冷却箱1内部的另一侧安装有第二冷却机构3，冷却箱1内部的顶端安装有第三冷却机构4，冷却箱1内部的底端安装有第四冷却机构5，第一冷却机构2、第二冷却机构3、第三冷却机构4和第四冷却机构5采用水冷、风冷和雾冷，对铝合金铸锭进行全面冷却，多种冷却方式组合使用加快对铝合金铸锭的冷却，缩短铝合金铸锭的冷却时间，提高均质时的冷却速度，从而提高铝合金铸锭的电导率。
进一步，第一冷却机构2和第二冷却机构3均包括水冷板6和风冷板7，且风冷板7与水冷板6通过螺栓连接，连接方式简单，装拆方便，利于维护和更换，风冷板7工作时可吹出冷风，水冷板6能够降低风冷板7的出风温度。
进一步，水冷板6的内部安装有冷却水循环管9，对铝合金铸锭进行水冷，冷却水循环管9的一端设置有进液口10，冷却水循环管9的另一端设置有回液口11，第一冷却机构2和第二冷却机构3的冷却水循环管9通入冷却水，降低水冷板6的温度，进行热交换，热交换后的冷却水经回液口11回流。
进一步，风冷板7包括冷却风机8，且冷却风机8设置有两个，风冷板7的冷却风机8工作产生冷风，冷风吹至铝合金铸锭的表面，对铝合金铸锭进行风冷。
进一步，第三冷却机构4和第四冷却机构5包括安装板12，安装板12的下端安装有雾冷板13，雾冷板13的下端安装有若干雾冷喷嘴14，雾冷面积大，效果好。
进一步，冷却箱1的上端安装有压缩空气罐15、冷却液储罐16、气液混合罐17和泵体18，泵体18的两端均安装有雾冷管19，把微量液体混入压力气流中，形成雾状的气液两相流体，通过雾冷喷嘴14喷雾产生射流，喷射至铝合金铸锭的表面。
进一步，冷却箱1内部的两侧均安装有基台20，基台20的上端安装有置物板21，置物板21下端的两侧均安装有滑块22，基台20的上端设置有滑槽23，且滑块22嵌入滑槽23的内部，且滑槽23与滑块22滑动连接，对铝合金铸锭的取料放料方便，能够在处理完成后将铝合金铸锭快速取出。
进一步，置物板21的上端设置有若干通槽24，在第三冷却机构4和第四冷却机构5工作进行雾冷时，能够充分与铝合金铸锭的表面接触，提高冷却效率。
进一步，水冷板6与风冷板7之间安装有若干翅片25，提高热传递效率，且水冷板6与翅片25焊接连接，连接方式简单，结构整体性好，不易损坏。
工作原理：使用时，先向炉内装料，铝锭和大块料装在中间，最后装中间合金，熔点易氧化的中间合金装在中下层，炉料在熔池中分布均匀，炉料装平，防止偏重，炉料装完后即可升温，铝合金从固态转变为液态，在炉料软化下榻时在表面撒粉状溶剂覆盖，放置金属氧化，减少进入熔体的氧化膜，采用电磁搅拌的方式对铝合金熔液进行搅拌，设置在炉底，不与高温熔液接触，避免了日常维护的麻烦，利用开关的转换就能够更改搅拌方向，通过调节电位就能够改变搅拌强度，能够进行稳定且规律的搅拌，能够使铝合金熔液的成分迅速达到均匀化，提高铝合金铸锭的生产质量，降低了金属液的表面温度，减少了金属的氧化损失，可抑制炉内热量的散失，缩短熔炼搅拌时间，提高了铝合金铸锭的生产效率，熔体加工完成后，进行精炼，从熔体中去除气体、夹杂物和有害元素，获得优良铝液，将铝液铸造成铝合金铸锭，均质处理，将铸造完成后的铝合金铸锭升温至保温温度六百摄氏度，保温二十个小时，然后出炉，将上端置有铝合金铸锭的置物板21拉出炉外，再将置物板21置于冷却箱1的内部，第一冷却机构2和第二冷却机构3的冷却水循环管9通入冷却水，风冷板7的冷却风机8工作产生冷风，冷风吹至铝合金铸锭的表面，第三冷却机构4和第四冷却机构5工作，把微量液体混入压力气流中，形成雾状的气液两相流体，通过雾冷喷嘴14喷雾产生射流，喷射至铝合金铸锭的表面，置物板21的上端设置有若干通槽24，第三冷却机构4和第四冷却机构5分别位于置物板21的上方和下方，在第三冷却机构4和第四冷却机构5工作进行雾冷时，能够充分与铝合金铸锭的表面接触，第一冷却机构2和第二冷却机构3均由水冷结构和风冷结构组合而成，第三冷却机构4和第四冷却机构5为雾冷机构，四个冷却机构对铝合金铸锭进行全方位冷却，多种冷却方式组合使用加快对铝合金铸锭的冷却，缩短铝合金铸锭的冷却时间，提高均质时的冷却速度，从而提高铝合金铸锭的电导率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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