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6005A铝合金挤压型材的强度比6063铝合金的高，工业的发展需要这 种高性能的材料，它首先在欧洲得到研发。目前，国内生产6005A铝合金大直径圆铸锭的厂家较少。为了生产高质量的6005A挤压型材，我们采用从德国联 合铝业公司引进的气幕铸造生产线，开发生产6005A铝合金Φ380mm圆铸锭，共给55MN挤压机积压型材。

　　1 试验研究

　 　1.1合金化学成分的优化

　　根据材料介绍的6005A铝合金成分，结合市场上对该合金型材性能的要求，我们对6005A合金化学成分 进行优化设计，列于表1

表1 6005A铝合金的化学成分（质量分数）    %

项目
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Zn
Pb
Al

美国标准
0.6～0.9
0.35
0.1
0.1
0.40～0.60
0.1
0.1
0.05
余 量

设计成分
0.62～0.78
0.15～0.25
0.1
0.08～0.20
0.42～0.58
0.04～0.20
0.1
0.01
余 量

　　（1）设计成分w(Mg)：w(Si)=(0.667～0.744)：1，为Si过剩合金，有利于合金强度的提高。

　 　（2）设计成分中加入微量的Cr和Mn，主要目的是细化晶粒，抑制固溶处理时发生再结晶，从而进一步强化合金；此外，进一步改善合金的韧性，降低应力腐 蚀开裂敏感性。同时通过MnCl6添加Mn还能熔解杂质发Fe，以减少Fe的有害作用，进一步提高合金的力学性[1]。

　　(3)对Fe 范围的控制，主要考虑Fe可减小压力加工产品的晶粒尺寸，有利于合金强度的提高。但是w(Fe)>0.25后，会使合金产生脆性，因此给出了一个范 围同。

　　1.2工艺装备的设计

　　如图1所示，气幕铸造的工艺装备是把空气/油混合物通过油气分配环引入结晶环的上 部，在铸造过程中对铸锭实现连续润滑的装备。这种空气/油混合物具有很好的绝热作用，当铝合金熔体迸入结晶环后，散热减少，减轻了铸锭的一次冷却，当铸锭 离开结晶器受到直接水冷时，即加强了轴向冷却，使铸锭的液穴变得平坦，生产工艺得到稳定，从而获得优良的铸锭表面和表层组织质量。

　　 1.3工艺制度设计

　　从熔炼、净化、铸造、均匀化四个方面设计其工艺制度。

　　(1)熔炼工艺制度

　 　熔炼流程：原铝液加Al-Si中间合金→加Cr添加剂→加Mn添加剂→加Mg锭。熔炼温度750℃～760℃；熔炼时间30min。操作要点：充分搅拌 铝液，确保合金化学成分均匀；Cr添加剂、Mn添加剂、Mg锭均用钟罩压入铝液中熔化，确保金属实收率高。

　　采用添加剂的方法加入合金 元素，解决了Mn、Cr等高熔点金属在正常铝液温度条件下熔化难的问题，实现了熔炼快速、金属液不过热且化学成分均匀的目的。

　　(2) 净化工艺制度

　　熔体内的非金属夹杂物及气体(主要是H2)是影响铸造工艺和铸锭质量的关键因素，给挤压型材的力学性能带来极坏的影响。 因此，试验中采用在熔炼炉除渣，在保温炉N2喷粉精炼除气、除渣，在线N2除气，在线陶瓷片过滤等一系列先进的净化技术净化铝液，确保铝液质量。净化1艺 制度如表2。

表2 6005A合金熔体净化工艺制度

设备
净化物
净化时间/min
净化温度/℃
目 的

熔炼炉
造渣剂
10
750
除渣

保温炉
N2+精炼粉
30
750
除 气、除渣

除气炉
N2 6 L/h,转子速度250r/min
铸造全过程
710～720
除气、H2低于 0.2mL/100gAL

过滤器
过滤板（30ppi）
铸造全过程
705～710
除渣

　 　(3)细化晶粒

　　用Al-Ti-C线杆在线细化晶粒，确保铸锭的晶粒度符合要求，同时有效抑制铸锭裂纹倾向。这对大直径铸锭的生产十 分重要。

　　(4)铸造工艺制度

　　在气幕铸造过程中，要确保空气流量、空气压力、润滑油流量供应的稳定性。根据气幕铸 造Φ380mm6005A合金圆铸锭的工艺特点，铸造速度控制在50mm/min~56mm/min，冷却水里控制在2000L/min~2400L /min，冷却水温低于30℃，送晶粒细化剂线杆的速度控制在100cm/min~l80cm/min。

　　(5)铸锭均匀化制度

　 　均匀化处理是改善铸锭质量的措施，可进一步改善铸锭的挤压特性，提高制品力学性能和表面质量。AI-Mg-Si系合金的过烧温度为595℃[1]，基于 此设计的均匀化制度为:温度(570士10)℃，保温10h；冷却方式，风+水冷；冷却速度大于200℃/h；铸锭终了温度，外部50℃，心部150℃。

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