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《2020年第十五届中国国际铝加工峰会》

藏器待时!2020年SMM全新打造《中国国际铝加工峰会》,盛情邀约全国铝加工行业龙头企业,资深专家,齐聚一堂,呈现专业看法和前瞻解读,就2020年中国铝加工市场的“新方向”与您共享行业的远见卓识。

《2020年第十五届中国国际铝加工峰会》

 【铝峰会】专家分享:高强高韧铝合金铸锭成型技术及冶金质量控制

来源:SMM

【铝峰会 I 专家分享:高强高韧铝合金铸锭成型技术及冶金质量控制】山东南山集团技术中心教授级高级工程师吴欣凤表示:“随着航空航天领域的发展,民用客机、航天飞行器、军机等领域对高强高韧铝合金综合性能的要求越来越高。基本上采用合金为2XXX和7XXX铝合金,近些年国内飞机材料基本采用2024、2124、7050/7150/7055等,如何获得高性能铝合金材料,合金铸锭的冶金质量至关重要。”

SMM讯:2020年6月11日,由SMM主办的《第十五届中国国际铝加工峰会》于山东烟台召开。会上,山东南山集团技术中心教授级高级工程师吴欣凤表示:“随着航空航天领域的发展,民用客机、航天飞行器、军机等领域对高强高韧铝合金综合性能的要求越来越高。基本上采用合金为2XXX和7XXX铝合金,近些年国内飞机材料基本采用2024、2124、7050/7150/7055等,如何获得高性能铝合金材料,合金铸锭的冶金质量至关重要。”

高强高韧铝合金铸锭成型技术 及冶金质量控制


随着航空航天领域的发展,民用客机、航天飞行器、军机等领域对高强高韧铝合金综合性能的要求越来越高。基本上采用合金为2XXX和7XXX铝合金,近些年国内飞机材料基本采用2024、2124、7050/7150/7055等,如何获得高性能铝合金材料,合金铸锭的冶金质量至关重要。

1、国内航材生产能力现状

航空铝合金板材:东轻公司(20K吨/年)、西南铝(30K吨/年)、南山铝业(50K吨/年)、天津忠旺(30K吨/年)、南南铝业(30K吨/年)、爱励镇江(30K吨/年)

铝锂合金:西南铝(1K吨/年)拥有国内唯一的铝锂合金专用生产线

产能总和近20万吨/年,实际产销量2-2.5万吨/年(2017)⇔产能过剩⇔产能总和近50万吨/年,产能总和近50万吨/年。

2、国内和国外发展差距

从国内外铝合金的发展过程可以看出,我国生产航空铝合金的装备水平在逐步提高,但在合金研制、应用水平方面与欧美发达国家仍存在着明显的差距。

1)材料基础研究技术研究不足,合金研制缺乏创新;

2)从实验室研究转向应用缓慢,没有自主研制牌号;

3)航空铝合金的材料体系不完备,材料标准不完善。

3、我国航空铝材发展目标

全面实施航空铝材竞争力提升工程,推动现有产品制造技术提升和新产品开发,推动统一建立材料指标和应用指标评价体系,彻底解决国产航空铝合金材料质量一致性和稳定性问题,掌握产品定价权和市场主动权,加速创制国际知名产品,全面提升国产航空铝材的市场竞争力,占领国内外市场,快速实现航空铝材强国梦。


铸锭成型技术

铸锭成型关键控制点:1、模具设计和配制;2、模具表面状况和维护;3、润滑;4、水流量;5、引锭头;6、铸锭底部自动填充;7、刮水器;8、工艺参数。

铸锭冶金质量控制

1、冶金缺陷来源:1)碱金属等,电解铝过程、原铝;再生金属;熔剂;金属添加剂等;2)氢的来源,潮湿的辅助原料、燃料副产物、空气中的水汽等  3H2O + 2Al  6H + Al2O3;2)渣的来源,氧化物、细化剂、盐类等。

2、化学成分及熔体质量

熔炼炉

保温炉-炉内精炼

3、熔炼过程控制要点

熔炼温度:不超过750℃,防止尖晶石的产生;严格控制加合金温度,尤其是加Mg及加Zr温度;熔炼过程中配备电磁搅拌保证熔体均匀性;控制装炉量与精炼工艺(转子转速、氯气比例)的匹配,保证良好的精炼效果且不生产过多的氯化物。

4、在线除气

5、在线过滤

6、在线播种晶粒细化剂

为了防止铸锭裂纹及晶粒粗大,需要向铝合金熔体中加入Al-Ti-B或Al-Ti-C晶粒细化剂,在线流槽中加入, Al-Ti-B或Al-Ti-C的质量需要关注,加入数量根据合金及制品不同会进行调整,一般情况下加入量是1Kg/t金属。


铸锭冶金质量检测方法:纯净度检测方法


铸锭质量评价

取样要求\化学成分\氢含量\渣含量\低倍组织(低倍不允许由疏松、夹渣、裂纹等缺陷。)\高倍组织\微观偏析(厚度方向,表层至心部晶粒尺寸逐渐增大,从边部至心部晶粒尺寸分别为100um、130um、150um。)\铸锭荧光渗透检测( FPI )

航材的铸造成型技术及冶金质量控制

先进的熔铸设备是保证获得高质量铸锭的前提;

铝液精炼或铝液净化包括原料、熔炼、静置、除气、除渣、及过滤所有环节;

铝液清净度或夹渣大小、含量会严重影响产品品质;

必须充份了解每个过程的细节,并严格执行有关步骤。


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