7075合金减少几何废料可行性探索及工艺研究

7075合金减少几何废料可行性探索及工艺研究

才智1，吴晓旭2，腾志贵2，贾宁2

（内蒙古锦联高精铝板带有限公司，内蒙古霍林郭勒，029200）

（东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨，150060）

摘要：针对降低7075合金几何废料，从减少铸锭锯切浇口量、优化铸锭铣面角度、研制开发520×1380mm规格工装具减少1200mm宽板材的切边量这三个方面开展工作。经试验和铸锭全分析结果证明，制定的熔铸工艺参数可以实现批量稳定生产。并且在稳定产品质量的同时通过工艺创新不同程度的减少了几何废料，提升了成品率。

关键词：浇口锯切量,铣面工艺,新工具,熔铸试验

1 试验方案

1.1制作新规格工装具，优化铸锭侧铣工艺

根据下道轧制工序的需求，研制开发520×1380mm规格铸造工装具并组织进行新规格的工艺试验，铸造完成后利用直铣功能，进行铸锭铣面角度的优化，减少侧铣量从而减少几何废料。

1.2检测板材性能验证锯切量

在铸锭轧制后选取常规产品最大和最小极限厚度板材，对铸锭浇口位置对应的板材位置进行性能检测，摸索力学性能满足工艺要求时对应的最小铸锭浇口锯切量，同时根据轧制工序不可避免的拉伸机拉伸钳口长度反推到铸锭长度作为锯切余量进一步优化的依据。

1.3 制作新规格工装具，优化铸锭侧铣工艺

结合下道轧制工序成品宽度对应切边量，为实现进一步优化铸锭侧铣工艺，重新设计结晶器小面形状，在保证铸锭铸造成型的基础上实现增加立铣的可能。基于新设计的结晶器小面形状，小面过渡角由半径50mm增加至60mm，在保证表面铣面质量的前提下，尽量减少铣屑量，确定侧铣角度由12°优化为19°，同时增

加立铣。

2试验结果及分析

2.1 铸锭成型情况

使用优化后的520×1380mm规格结晶器生产的铸锭成型良好，表面无裂纹、拉裂等缺陷。

2.2铸锭化学成分偏析

  7075铸锭化学成分见表1。

表1  520×1380mm规格铸锭截面不同部位化学成分，%

铸锭截面各部位化学成分都符合标准要求，Cu、Mg、Cr、Zn元素心部低到厚度1/4到达最高，成分变化在可控范围内。

2.3高倍组织

沿铸锭厚度方向不同部位进行高倍组织分析，

高倍组织显示各部位铸锭没有疏松等冶金缺陷，铸锭心部到边部，晶粒逐渐细小，晶界有少量残留的第二相。

2.4检测板材性能验证锯切量

在铸锭轧制后选取常规产品最小30mm和最大80mm极限厚度板材，基本覆盖了该合金的常用规格，对铸锭浇口位置对应的板材位置进行性能检测，摸索力学性能满足工艺要求时对应的最小铸锭浇口锯切量，同时根据轧制工序不可避免的拉伸机拉伸钳口长度反推到铸锭长度作为锯切余量进一步优化的依据。

2.4.1板材纵向强度

板材纵向对应铸锭横向，距离浇口位置越远，30mm、80mm厚度板材纵向抗拉强度、屈服强度变化不明显，且余量较大。

2.4.2板材横向强度

板材横向对应铸锭纵向，反推板材距离浇口位置越远，30mm厚度板材横向抗拉强度、屈服强度先降低后升高，最低点在距浇口226mm左右位置，余量20Mpa以上；80mm厚度板材横向抗拉强度、屈服强度在距浇口228～271mm范围内明显升高，271mm以后变化不明显，最低点在距离浇口228mm左右位置，余量14Mpa以上。

2.4.3板材断裂韧性

   距离浇口位置越远，30mm厚度板材断裂韧性整体呈上升趋势，最低点余量7个单位以上；80mm厚度板材断裂韧性波动较小。

从性能检测情况来看，成品板材取样位置对应浇口位置大于220mm，能够取到最低点，且各项性能检测结果合格，余量较大，说明第一批试验浇口锯切200mm可以保证板材最终成品质量。同时我公司常规板材厚度一般不小于30mm，该厚度板材拉伸机钳口死区对应铸锭长度约为60mm，还可以继续优化锯切长度至140mm。

3 结论

3.1 通过试验摸索到了7075合金铸锭520×1380mm规格铸锭浇口锯切量的极限为140mm；铸锭铣面工艺侧铣角度从12°优化为19°并增加立铣，得到了合格的铸造组织，可以保证轧制工序的最终板材力学性能，成品率提升6%以上。

3.2 以上浇口锯切制度可以推广至相同厚度的其他宽度规格铸锭，经试验确定可以满足工艺要求。

参考文献:

[1]殷云霞,黄岩超,孙英文.7B04铝合金520×1820mm规格熔铸工艺研究[J].有色金属加工,2020,49(3):31-34.