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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410705694.9 (22)申请日 2014.11.28 C22C 21/08(2006.01) C22C 21/06(2006.01) C22C 1/03(2006.01) B22D 11/00(2006.01) (71)申请人广西南南铝加工有限公司 地址 530031 广西壮族自治区南宁市亭洪路 55号 (72)发明人李春流 何建贤 赵启忠 黄奎 (74)专利代理机构广西南宁明智专利商标代理 有限责任公司 45106 代理人陈忠良 (54) 发明名称 一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸 造方法 (57) 摘要 本发明涉及。
2、有色金属铸造，尤其是一种工模 具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方法。所述 的方法通过特殊用途铝合金的成分优化设计以及 熔炼工艺和铸造工艺改进制造出工模具和工装用 铝合金精密铸造板。该方法简单，确保铝合金精密 铸造板组织细小均一、内应力极低、后续机加工尺 寸精度高。显著提高了铝合金精密铸造板的强度、 导电、氧化、焊接、抛光以及机加工等性能，满足工 业制造工模具与工装领域的要求。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104388773 A (43)申请公布日 2015.03.04 CN 。
3、104388773 A 1/1页 2 1.一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方法，包括下述几个步骤：第一步： 配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，Mg以纯金属形式加 入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣， 在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为720760，熔炼时间小于10小时；第三 步：精炼，a.将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混 合气体总量的225%，精炼温度为720750，精炼时间小于2小时；b.静置4小时； c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气。
4、，氯气占氩气和氯气混 合气体总量的225%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连 续铸造，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为680715，冷却水 流量为100330m 3 /hr，铸造速度为2060mm/min，结晶器金属液位40100mm，不在线 添加任何晶粒细化剂。 2.其特征在于：在所述的第一步配料的炉料中，其中成分的重量百分比为：Mg4.2 5.5%、Mn0.21.0%、Cr0.3%、Fe0.35%、Si0.35%、Ti0.15%、Cu0.15%，其他 单个元素含量0.05%，余量为Al重量百分比。 权 利 要 求 书CN 1043887。
5、73 A 1/3页 3 一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方法 技术领域 0001 本发明涉及铝合金铸造，尤其是一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方 法。 背景技术 0002 目前，铝合金精密铸造板是一种汽车工业、航空航天工业制造工模具与工装的理 想材料，该合金精密铸造板在食品机械、印刷机械、电子设备（芯片制造设备）、医疗器械、大 面积基准板、测试治具夹具等行业有着广泛的应用，有着相当大的市场潜力，属于新材料领 域。国内在整个铝加工行业中，严重缺乏铝合金精密铸造板的铸造技术和经验。在工业制造 工模具与工装领域用铝合金精密铸造板的研发和生产仍处在起步阶段，工模具与工装领域 使用的5x。
6、xx系铝合金，大多采用传统5083铝合金，没有针对特定领域与特殊要求，对铝合 金精密铸造板进行合金成分和铸造工艺研究，采用熔炼铸造和热处理直接生产的传统5xxx 系铝合金铸造板强度较低，氧化性能和着色效果较差，严重限制了铝合金精密铸造板的使 用范围，且在高速自由切削时不具备所必需的硬度。 发明内容 0003 本发明所需解决的技术问题是提供一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸 造方法，通过特殊用途铝合金的成分优化设计以及熔炼工艺和铸造工艺改进制造出工模具 和工装用铝合金精密铸造板。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括下述几个步骤：第一步：配料， 将优化设计并计算好的铝锭、M。
7、n中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，Mg以纯金属形式加 入，待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒 渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为720760，熔炼时间小于10小时； 第三步：精炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯 气混合气体总量的225%，精炼温度为720750，精炼时间小于2小时；b.静置4小 时；c.在线除气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气、除渣，氯气占氩气 和氯气混合气体总量的225%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四 步：半连续铸造，采用直接水冷半。
8、连续铸造的铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为680715， 冷却水流量为100330m 3 /hr，铸造速度为2060mm/min，结晶器金属液位40100mm， 不在线添加任何晶粒细化剂。在所述的第一步配料的炉料中，其中成分的重量百分比为： Mg4.25.5%、Mn0.21.0%、Cr0.3%、Fe0.35%、Si0.35%、Ti0.15%、Cu0.15%， 其他单个元素含量0.05%，余量为Al质量百分比。 0005 本发明的有益效果是：方法简单，确保铝合金精密铸造板组织细小均一、内应力极 低、后续机加工尺寸精度高。显著提高了铝合金精密铸造板的强度、导电、氧化、焊接、抛光 以及机加工等性能，满足。
9、工业制造工模具与工装领域的要求。 说 明 书CN 104388773 A 2/3页 4 附图说明 0006 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 0007 图1是本发明的一种工模具和工装用铝合金精密铸造板的铸造方法流程图。 具体实施方式 0008 实施例1： 参阅图1，本例的一种工模具和工装用铝合金铸造板的铸造方法，包括下述几个步骤： 第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分 的重量百分比为： Mg4.5%、Mn0.6%、Cr0.3%、Fe0.35%、Si0.35%、Ti0.15%、 Cu0.15%，其他单个元素含量0.05%，余量为Al重量百分。
10、比。Mg以纯金属形式加入， 待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣， 在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为720，熔炼时间小于10小时；第三步：精 炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气和氯气混合 气体总量的225%，精炼温度为720，精炼时间小于2小时；b.静置4小时；c.在线除 气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总 量的225%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采 用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为685，冷。
11、却水流量为100m 3 /hr， 铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位40mm，不在线添加任何晶粒细化剂。用传统5083铝 合金生产出的铝合金扁锭或圆锭与本发明生产出的铝合金扁锭或圆锭的力学性能及应力 腐蚀测试结果如表1所示： 表1铝合金的力学性能比较 合金Rp0.2/MPa Rm(MPa)/MPa A50mm/%硬度/HB电导率/%IACS 传统Al-Mg 115 250 12 75 24.35 本发明Al-Mg 130 265 15 81 26.34 从表1中的测试结果表明本发明的力学性能、硬度和电导率都优于传统5083铝合金生 产出的铝合金扁锭或圆锭。 0009 实施例2： 参阅图。
12、1，本例的一种工模具和工装用铝合金铸造板的铸造方法，包括下述几个步骤： 第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分的 重量百分比为： Mg4.85%、Mn0.45%、Cr0.3%、Fe0.35%、Si0.35%、Ti0.15%、 Cu0.15%，其他单个元素含量0.05%，余量为Al重量百分比。Mg以纯金属形式加入， 待铝锭完全熔化后在投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣， 在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为740，熔炼时间小于10小时；第三步：精 炼，a.将熔体转入保温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气。
13、和氯气混合 气体总量的225%，精炼温度为735，精炼时间小于2小时；b.静置4小时；c.在线除 气、除渣：在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，氯气占氩气和氯气混合气体总 量的225%，过滤装置使用30ppi或40ppi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采 用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为695，冷却水流量为220m 3 /hr， 铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm，不在线添加任何晶粒细化剂。用传统5083铝 合金生产出的铝合金扁锭或圆锭与本发明生产出的铝合金扁锭或圆锭的力学性能及应力 说 明 书CN 104388773 A 3/3页 5 腐蚀测。
14、试结果如表2所示： 表2铝合金的力学性能比较 合金Rp0.2/MPa Rm(MPa)/MPa A50mm/%硬度/HB电导率/%IACS 传统Al-Mg 115 250 12 75 24.35 本发明Al-Mg 135 270 16 84 26.42 从表1中的测试结果表明本发明的力学性能、硬度以及电导率都优于传统5083铝合金 生产出的铝合金扁锭或圆锭。 0010 实施例3： 参阅图1，本例的一种工模具和工装用铝合金铸造板的铸造方法，包括下述几个步骤： 第一步：配料，将优化计算好的铝锭、Mn中间合金、Cr中间合金投入熔炼炉中，其中成分 的重量百分比为： Mg5.5%、Mn0.35%、Cr0.。
15、3%、Fe0.35%、Si0.35%、Ti0.15%、 Cu0.15%，0.05%，余量为Al重量百分比。Mg以纯金属形式加入，待铝锭完全熔化后在 投入镁锭；第二步：熔炼，投入镁锭后，然后进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行 成分调整，熔炼保温温度为750，熔炼时间小于10小时；第三步：精炼，a.将熔体转入保 温炉，通入氯气+氩气混合气体进行充分精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的225%， 精炼温度为750，精炼时间小于2小时；b.静置4小时；c.在线除气、除渣：在除气装置 中通入氯气+氩气混合气体进行除气、除渣，氯气占氩气和氯气混合气体总量的225%，过 滤装置使用30ppi或40p。
16、pi过滤板进行过滤除渣；第四步：半连续铸造，采用直接水冷半连 续铸造的铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为715，冷却水流量为330m 3 /hr，铸造速度为60mm/ min，结晶器金属液位100mm，不在线添加任何晶粒细化剂。用传统5083铝合金生产出的铝 合金扁锭或圆锭与本发明生产出的铝合金扁锭或圆锭的力学性能及应力腐蚀测试结果如 表3所示： 表3铝合金的力学性能比较 合金Rp0.2/MPa Rm(MPa)/MPa A50mm/%硬度/HB电导率/%IACS 传统Al-Mg 115 250 12 75 24.35 本发明Al-Mg 140 278 14 85 26.60 从表1中的测试结果表明本发明的力学性能、硬度以及电导率优于传统5083铝合金生 产出的铝合金扁锭或圆锭。 说 明 书CN 104388773 A 1/1页 6 图1 说 明 书 附 图CN 104388773 A 。