一种高镁含量铸造铝镁合金的熔炼浇注工艺方法

摘要

本发明提供了一种高镁含量铝镁合金的熔炼铸造方法，采用钢质坩埚进行熔炼，包括熔化、精炼和浇注步骤，其特征在于：所述坩埚在熔炼前进行预处理，所述预处理时将坩埚加热至150～200℃，使用重量百分比为氧化锌8±0.5%、碳酸钙8±0.5%、水玻璃5±0.5%、滑石粉5±0.5%、氟硼酸钾3±0.5%、水71±0.5%配比而成的坩埚涂料，按照坩埚内表面积（cm2）与涂料质量（Kg）比例为160～220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁。本发明氧化防护效果显著、杂质含量低、精炼除气效果好且生产过程安全可控，对于促进高镁含量铝镁合金铸件在舰船设备关重结构件上的推广应用发展具有重要意义。

权利要求

1.一种高镁含量铝镁合金的熔炼铸造方法，采用钢质坩埚进行熔炼，包括熔化、精炼和浇注步骤，其特征在于：所述坩埚在熔炼前进行预处理，所述预处理时将坩埚加热至150～

200℃，使用重量百分比为氧化锌8±0.5%、碳酸钙8±0.5%、水玻璃5±0.5%、滑石粉5±

0.5%、氟硼酸钾3±0.5%、水71±0.5% 配比而成的坩埚涂料，按照坩埚内表面积cm2与涂料质量Kg比例为160～220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁；在熔炼步骤中使用轻质覆盖剂，所述轻质覆盖剂由RJ-2 熔剂以及占RJ-2 熔剂重量百分比40% 的KCl 组成；

在精炼中使用精炼剂，所述精炼剂为ZS-AJ1 铝合金精炼剂，所述精炼剂占熔体质量

0.1～0.2%，由高纯氩气将精炼剂喷吹入铝合金熔体内进行精炼；

所述浇注条件为：将待浇注的铝镁合金熔体和铸型在真空度为-0.068～-0.075MPa 保压2～3分钟，然后灌注由体积份数比例为1:99 的六氟化硫和干燥氮气组成的混合保护气体使压力达到0.2～0.4MPa，随后进行浇注成型。

2.如权利要求1 所述的高镁含量铝镁合金的熔炼铸造方法，氧化锌8%、碳酸钙8%、水玻璃5%、滑石粉5%、氟硼酸钾3%、水71%，以重量百分比计。

3.如权利要求1 或2 所述的高镁含量铝镁合金的熔炼铸造方法，精炼时间为8～14分钟。

4.如权利要求1所述的高镁含量铝镁合金的熔炼铸造方法，包括以下步骤：

（1）按照铸造铝镁合金成分要求称取原料，其中纯铝锭的铝含量不低于99.8%，纯镁锭的镁含量不低于99.95%，纯锌锭的锌含量不低于99.99%，铝钛中间合金中钛元素的平均含量不低于9.5%，铝钙中间合金中钙元素的平均含量不低于25%，铝锶中间合金中锶元素的平均含量不低于20%，镁铈中间合金中铈元素的含量不低于30%，铝铍中间合金中铍元素的平均含量不低于4.6% ；将纯铝锭和纯镁锭进行喷砂去掉表面氧化皮，在电阻炉中将所有原材料在300℃进行预热处理，预热时间不低于2 小时；

（2）将钢质坩埚预热至200℃，使用占坩埚容积1/3 的沸水浇入熔炼坩埚中，待坩埚中的水不再沸腾后，将坩埚中的水全部倾倒出去；随后清理坩埚内壁和外壁上残留夹杂与氧化皮；

（3）将坩埚加热至150～200℃，使用重量百分比为氧化锌8±0.5%、碳酸钙8±0.5%、水玻璃5±0.5%、滑石粉5±0.5%、氟硼酸钾3±0.5%、水71±0.5% 配比而成的坩埚涂料，按照坩埚内表面积cm2与涂料质量Kg比例为160 ～ 220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁；

（4）将坩埚升温至300℃并保温1 小时后，将铝钛中间合金、铝铍中间合金和纯铝锭按照由下向上的顺序紧实均匀码于坩埚内，然后在坩埚上部铺盖一层石棉纤维毡；调整炉温至880～890℃，随着坩埚内原料熔化，按照纯铝锭、锌锭、铝钙中间合金和铝锶中间合金的顺序加入各原料；

（5）当坩埚内原料熔化后，调整坩埚内熔体温度在720～740℃，在熔体表面铺撒轻质覆盖剂，轻质覆盖剂由RJ-2 熔剂和占RJ-2 熔剂重量百分比40% 的KCl 经机械混合组成；然后向坩埚中加入镁铈中间合金和纯镁锭；

（6）调整铝熔体温度为720～740℃，称取占熔体质量0.1～0.2% 的ZS-AJ1 铝合金精炼剂，使ZS-AJ1 铝合金精炼剂在高纯氩气带动下吹入铝熔体底部，喷吹精炼时间为8～14分钟；

（7）调整熔体温度为710～720℃，准备浇注；

（8）在浇注舱内放入装有铝合金熔体的坩埚和预制铸型，抽取舱内空气使真空度值达到-0.068～-0.075MPa，保压2～3分钟，然后向浇注舱内灌注由体积份数比例为1:99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合气体使浇注舱内压力值达到0.2～0.4MPa，随后进行浇注成型；

浇注在精炼后的40分钟内完成。

说明书

一种高镁含量铸造铝镁合金的熔炼浇注工艺方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种金属材料技术领域的铝合金熔炼铸造工艺方法，具体涉及一种高镁含量铸造铝镁合金熔炼工艺方法。

背景技术

[0002] 铝合金的密度小、塑形高、具有优良的导电性能和导热性能，其表面能生成致密的氧化膜保护层，有较好的耐蚀性能。通过在纯铝的基础上加入合金元素并通过热处理强化后，铝合金能具有良好的综合力学性能，在工业上占有越来越重要的地位，大量广泛应用于军事、工业和交通运输等领域。

[0003] 在铝合金铸件选材过程中，如果铝合金铸件涉及到在船舶上或者在海洋气氛服役条件的，一般选用具有较高力学性能和优异耐蚀性能的铸造铝镁合金系列。如舰船上一些重要结构如雷达底座、弹箱类、武器支撑体等部件均采用铸造铝镁合金制造，即通过减轻舰船的自重以提高航速和稳定性，并使得舰船及其部件具有稳定良好的服役稳定性。

[0004] 但是铸造铝镁合金虽然具有较高力学性能和优异耐蚀性能，但铸造工艺性能相对较差。而且该系列合金由于镁元素含量较高、强化合金元素含量较多，导致其熔炼工艺复杂不易掌握，限制了铸造铝镁合金在大型舰船重要结构件上的推广应用。

[0005] 经对现有技术的检索发现，在中国专利CN103074510中，提及了一种铝镁系铸造铝合金材料的精练方法。该方法采用固态精炼剂和氩气分别进行精炼除气，且铝合金熔体长期保持在730～760℃之间。该方法所制得的铝镁合金中镁元素收得率高，而且除气效果较好。

[0006] 在中国专利CN103060585中，也提及了一种铝镁系合金的熔炼方法。其具体方法是采用钢质坩埚和石墨坩埚进行分级熔化和保温精炼处理，最后通过在石墨坩埚中获取熔体进行铸件浇注成形。此方法能获得铸造缺陷少且铁、硅含量较低的铝镁系铸造铝合金。

[0007] 检索中还发现，在中国专利CN104550862中，介绍了薄壁铝镁合金重力铸造工艺，该方法首先将纯铝锭熔化成760～780℃的熔体，再向其中加入预热的纯镁锭、钛剂以及细化剂，然后加入打渣剂后进行旋转除气精炼，接着在熔体温度为760℃左右进行浇注。该方法具有操作简单、工艺变量少和工艺出品率高的特 点。

[0008] 然而，目前所公开的相关专利方法对于生产武器装备需求的大型高性能铸造铝镁合金铸件而言，还稍显欠缺。

[0009] 中国专利CN103074510所提及的精炼方法虽然获得了很高的镁元素收得率和较好的精炼质量，但是其熔炼过程中，熔体长期处于730～760℃之间，而没有提及熔体和熔炼坩埚之间的隔绝防护。若使用钢质坩埚，则会因为高温下铁元素向溶体中扩散而导致铁含量增加，难以满足ZL305合金中铁元素含量质量百分数小于0.3％的要求；若使用石墨坩埚，则会导致石墨坩埚中的硅元素析出，难以满足ZL305合金中硅元素含量质量百分数小于0.2％的要求，并且石墨还会和镁元素反应而发生坩埚腐蚀。该方法只能适应于生产铁、硅等杂质元素含量要求不严格的铸造铝镁合金。

[0010] 中国专利CN 104550862中介绍的铝镁合金重力铸造工艺中，铝合金熔体温度长期保持在760～780℃，而且没有在熔体和熔炼坩埚间加隔绝介质，熔炼浇注过程中也没有防止镁元素烧损的工艺措施。该方法只能应用于普通商用以及综合力学性能要求不高的铝镁合金铸件。

[0011] 而在中国专利CN103060585所提及的一种铝镁系合金的熔炼方法中，采用分级熔化和精炼的工艺，有效控制合金杂质含量和镁元素的烧损。但是该工艺需要将高温铝合金熔体进行大量转移，增加了产品质量风险和生产成本，而且在其精炼工艺中加入了对生态环境具有危害性的六氯乙烷。该方法只能用于生产某些特定的铝镁合金产品，在大规模推广应用时成本较高。

[0012] 综上所述，在前人研究基础上，针对现有技术中的不足，本发明来发了一种氧化防护效果显著、杂质含量低、精炼除气效果好且生产过程安全可控的高镁含量铝镁合金熔炼铸造工艺。本方法操作简单，易于在工业生产中大规模推广应用，对于促进高镁含量铝镁合金铸件在舰船设备关重结构件上的推广应用发展具有重要意义。

发明内容

[0013] 针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种氧化防护效果显著、杂质含量低、精炼除气效果好且生产过程安全可控的高镁含量铝镁合金熔炼铸造工艺。本方法操作简单，易于在工业生产中大规模推广应用，对于促进高镁含量铝镁合金铸件在舰船设备关重结构件上的推广应用发展具有重要意义。

[0014] 一种高镁含量的铝镁合金的熔炼铸造方法，采用钢质坩埚进行熔炼，包括熔料、精炼、浇注步骤，其特征在于：所述坩埚在熔炼前进行预处理，所述预处理时将坩埚加热至150～200℃，使用重量百分比为氧化锌8±0.5％、碳酸钙8±0.5％、水玻璃5±0.5％、滑石粉5±0.5％、氟硼酸钾3±0.5％、水71±0.5％配比而成的坩埚涂料，按照坩埚内表面积(cm2)与涂料质量(Kg)比例为160～220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁。优选为，氧化锌8％、碳酸钙8％、水玻璃5％、滑石粉5％、氟硼酸钾3％、水71％，以重量百分比计。在熔炼坩埚内壁制备了耐高温铝熔体冲刷的防护涂层来隔绝铝熔体和坩埚间的扩散反应。

[0015] 上述高镁含量的铝镁合金的熔炼铸造方法，在熔炼步骤中使用轻质覆盖剂，所述轻质覆盖剂由RJ-2熔剂以及占RJ-2熔剂重量百分比40％的KCl组成。防护熔体表面，熔炼过程中镁元素烧损少。

[0016] 上述高镁含量的铝镁合金的熔炼铸造方法，在精炼中使用精炼剂，所述精炼剂为ZS-AJ1铝合金精炼剂，所述精炼剂占熔体质量0.1～0.2％，由高纯氩气将精炼剂喷吹入铝合金熔体内进行精炼。优选地，精炼时间为8～14分钟。通过使用干燥氩气与无钠精炼剂配合同时精炼达到双重净化除气造渣效果；

[0017] 上述高镁含量的铝镁合金的熔炼铸造方法，所述熔炼条件为：在真空度为-0.068～-0.075MPa保压2～3分钟，然后灌注由体积份数比例为1∶99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合保护气体使压力达到0.2～0.4MPa，随后进行浇注成型。本发明铝镁合金熔体在充型过程中发生氧化夹渣的几率减小，熔体含气量低，铸件组织致密，各部位力学性能差异小。

[0018] 上述高镁含量的铝镁合金的熔炼铸造方法，包括以下步骤：

[0019] (1)按照铸造铝镁合金成分要求称原料，其中纯铝锭的铝含量不低于99.8％，纯镁锭的镁含量不低于99.95％，纯锌锭的锌含量不低于99.99％，铝钛中间合金中钛元素的平均含量不低于9.5％，铝钙中间合金中钙元素的平均含量不低于25％，铝锶中间合金中锶元素的平均含量不低于20％，镁铈中间合金中铈元素的含量不低于30％，铝铍中间合金中铍元素的平均含量不低于4.6％；将纯铝锭和纯镁锭进行喷砂去掉表面氧化皮，在电阻炉中将所有原材料在300℃进行预热处理，预热时间不低于2小时；

[0020] (2)将钢质坩埚预热至200℃，使用占坩埚容积1/3的沸水浇入熔炼坩埚中，待坩埚中的水再在沸腾后，将坩埚中的水全部倾倒出去；随后清理坩埚内壁 和外壁上残留夹杂与氧化皮；

[0021] (3)将坩埚加热至150～200℃，使用重量百分比为氧化锌8±0.5％：碳酸钙8±0.5％：水玻璃5±0.5％：滑石粉5±0.5％：氟硼酸钾3±0.5％：水71±0.5％配比而成的坩埚涂料，按照坩埚内表面积(cm2)与涂料质量(Kg)比例为160～220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁；

[0022] (4)将坩埚升温至300℃并保温1小时后，将铝钛中间合金、铝铍中间合金和纯铝锭按照由下向上的顺序紧实均匀码于坩埚内，然后在坩埚上部铺盖一层石棉纤维毡；调整炉温至880～890℃，随着坩埚内原料熔化，按照纯铝锭、锌锭、铝钙中间合金和铝锶中间合金的顺序加入各原料；

[0023] (5)当坩埚内原料熔化后，调整坩埚内熔体温度在720～740℃，在熔体表面铺撒轻质覆盖剂，轻质覆盖剂由RJ-2熔剂和占RJ-2熔剂重量百分比40％的KCl经机械混合组成；向坩埚中加入镁铈中间合金和纯镁锭；

[0024] (6)待坩埚内原料全部溶化后，调整铝熔体温度为720～740℃，称取占熔体质量0.1～0.2％的ZS-AJ1铝合金精炼剂，使ZS-AJ1铝合金精炼剂在高纯氩气带动下吹入铝熔体底部，喷吹精炼时间为8～14分钟；

[0025] (7)调整熔体温度为710～720℃，准备浇注；

[0026] (8)在浇注舱内放入装有铝合金熔体的坩埚和预制铸型，抽取舱内空气使真空度值达到-0.068～-0.075MPa，保压2～3分钟，然后向浇注舱内灌注由体积份数比例为1∶99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合气体使浇注舱内压力值达到0.2～0.4MPa，随后进行浇注成型；浇注在精炼后的40分钟内完成。

[0027] 有益效果

[0028] 1.本发明熔炼过程中镁元素烧损少，铝镁合金熔体在充型过程中发生氧化夹渣的几率减小，熔体含气量低；铸件组织致密，各部位力学性能差异小。

[0029] 2.本发明在精炼达到双重净化除气造渣效果；同时防止了铝镁合金熔体中的镁元素在精炼过程中的氧化烧损；浇注中避免了镁元素氧化卷渣现象。

[0030] 3.本发明适用于使用钢质坩埚熔炼浇注大型高镁含量、低杂质含量的铝镁合金铸件。操作简单，流程清晰，易于在工业生产中大规模推广应用。

[0031] 4.本发明熔炼铸造工艺处理后所得铸坯合金成分中，镁元素平均烧损量不大于0.3％，铸件上部和下部本体镁元素含量差异不大于0.15％，铸坯本体针孔度为一级。

附图说明

[0032] 图1实施例3中针孔度为一级的铝镁合金铸坯本体样品评级照片

具体实施方式

[0033] 以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

[0034] 实施例1

[0035] 熔铸ZL301合金

[0036] (1)按照ZL301合金成分要求，称原料铝含量为99.8％的纯铝锭178Kg，镁含量为99.95％的纯镁锭22Kg。将纯铝锭和纯镁锭进行喷砂处理去掉表面氧化皮，将所有纯铝锭和纯镁锭在炉温设定为300℃的台车式电阻炉中进行预热处理，预热时间为3小时。

[0037] (2)将钢质坩埚在电阻熔炼炉中预热至200℃，吊出坩埚，使用占坩埚容积1/3的沸水浇入熔炼坩埚中，待坩埚中的水不沸腾后，将坩埚中的水全部倾倒出去；随后使用钢铲清理坩埚干净坩埚内壁和外壁上残留夹杂与氧化皮。

[0038] (3)将清理干净的坩埚在电阻熔炼炉中加热升温至150℃，使用重量百分比为氧化锌7.5％：碳酸钙7.5％：水玻璃5.5％：滑石粉4.5％：氟硼酸钾3.5％：水71.5％配比而成的坩埚涂料6.9Kg，按照坩埚内表面积(cm2)与涂料质量(Kg)比例为160，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁。

[0039] (4)将带涂料的坩埚升温至300℃并保温1小时后，使用加料钳将纯铝锭紧实均匀码于坩埚内，然后在坩埚上部铺盖一层石棉纤维毡。将炉膛温度设定为880℃，随着坩埚内原料熔化的进行，将剩余纯铝锭全部加入坩埚内。

[0040] (5)当坩埚内纯铝锭熔化完成后，调整坩埚内熔体温度为720℃，在熔体表面铺撒一层轻质覆盖剂，轻质覆盖剂由RJ-2熔剂+占RJ-2熔剂重量百分比40％的KCl经机械混合组成。使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质加料器，向坩埚中加入纯镁锭，加料期间使用轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面，防止铝镁合金熔体中的镁元素在精炼过程中的氧化烧损，直至新加入原料全部熔化。

[0041] (6)调整铝熔体温度为720℃，称取占熔体质量0.1％的ZS-AJ1铝合金精炼剂，使ZS-AJ1铝合金精炼剂在高纯氩气(Ar含量为99.99％)带动下，经旋转喷吹除气机喷头均匀吹入铝熔体底部，旋转喷吹精炼时间为8分钟，精炼期间使用 轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面。

[0042] (7)精炼完成后，使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质打渣勺清理熔体上表面熔剂与氧化渣的混合物，并重新铺撒一层新的轻质覆盖剂。调整熔体温度为710℃，准备浇注。

[0043] (8)使用打渣勺清理干净熔体上表面的轻质覆盖剂，并在熔体表面铺撒一层由硫磺粉和硼酸(二者质量比为1∶1)组成的阻燃剂。使用冶金行车将装满铝合金熔体的钢质坩埚从电阻熔炼炉中吊转至浇注舱内的旋转浇注台架上，随后将预制铸型吊装到旋转浇注台架下方。接着关闭浇注舱门，使用真空泵抽取舱内空气，直至相对真空度值达到-0.068MPa后，保压2分钟，然后向浇注舱内灌注由体积份数比例为1∶99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合保护气体，直至浇注舱内压力值达到0.2MPa，随后转动旋转浇注台架，实现高镁铝镁合金铸件浇注成型。浇注工序在精炼完成后的40分钟内完成。

[0044] 镁元素平均烧损量为0.26％，铸件上部和下部本体镁元素含量差异为0.13％，铸件本体取样针孔度一级。

[0045] 实施例2

[0046] 熔铸ZL305合金

[0047] 1)按照ZL305合金成分要求，称取纯铝锭171.2Kg、纯镁锭18Kg、纯锌锭2.8Kg、铝10钛中间合金4Kg和铝5铍中间合金4Kg。其中纯铝锭的铝含量不低于99.8％，纯镁锭的镁含量不低于99.95％，纯锌锭的锌含量不低于99.99％，铝钛中间合金中钛元素的平均含量不低于9.5％，铝铍中间合金中铍元素的平均含量不低于4.6％。将纯铝锭和纯镁锭进行喷砂去掉表面氧化皮，在电阻炉中将所有原材料在炉温设定为300℃的台车式电阻炉中进行预热处理，预热2小时。

[0048] (2)将钢质坩埚在电阻坩锅炉中预热至200℃，吊出坩埚，使用占坩埚容积1/3的沸水浇入熔炼坩埚中，待坩埚中的水不在沸腾后，将坩埚中的水全部倾倒出去；随后使用钢铲清理坩埚干净坩埚内壁和外壁上残留夹杂与氧化皮。

[0049] (3)将清理干净的坩埚在电阻熔炼炉中加热升温至200℃，使用重量百分比为氧化锌8.5％：碳酸钙8.5％：水玻璃4.5％：滑石粉5.5％：氟硼酸钾2.5％：水70.5％配比而成的坩埚涂料5Kg，按照坩埚内表面积(cm2)与涂料质量(Kg)比例为220，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁。

[0050] (4)将带涂料的坩埚升温至300℃并保温1小时后，使用加料钳将铝钛中 间合金、铝铍中间合金和纯铝锭按照由下向上的顺序紧实均匀码于坩埚内，然后在坩埚上部铺盖一层石棉纤维毡。将炉膛温度设定为890℃，随着坩埚内原料熔化的进行，将纯铝锭和锌锭加入坩埚中。

[0051] (5)当坩埚内原料熔化完成后，调整坩埚内熔体温度在740℃之间，在熔体表面铺撒一层轻质覆盖剂，轻质覆盖剂由RJ-2熔剂+占RJ-2熔剂重量百分比40％的KCl经机械混合组成。使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质加料器，向坩埚中加入纯镁锭，加料期间使用轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面，直至新加入原料全部熔化。

[0052] (6)调整铝熔体温度为730℃，称取占熔体质量0.2％的ZS-AJ1铝合金精炼剂，使ZS-AJ1铝合金精炼剂在高纯氩气(Ar含量为99.99％)带动下，经旋转喷吹除气机喷头均匀吹入铝熔体底部，旋转喷吹精炼时间为14分钟，精炼期间使用轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面。

[0053] (7)精炼完成后，使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质打渣勺清理熔体上表面熔剂与氧化渣的混合物，并重新铺撒一层新的轻质覆盖剂。调整熔体温度为720℃，准备浇注。

[0054] (8)使用打渣勺清理干净熔体上表面的轻质覆盖剂，并在熔体表面铺撒一层由硫磺粉和硼酸(二者质量比为1∶1)组成的阻燃剂。使用冶金行车将装满铝合金熔体的钢质坩埚从电阻熔炼炉中吊转至浇注舱内的旋转浇注台架上，随后将预制铸型吊装到旋转浇注台架下方。接着关闭浇注舱门，使用真空泵抽取舱内空气，直至相对真空度值达到-0.075MPa后，保压3分钟，然后向浇注舱内灌注由体积份数比例为1∶99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合保护气体，直至浇注舱内压力值达到0.4MPa，随后转动旋转浇注台架，实现高镁铝镁合金铸件浇注成型。浇注工序在精炼完成后的40分钟内完成。

[0055] 镁元素平均烧损量为0.29％，铸件上部和下部本体镁元素含量差异为0.14％，铸件本体取样针孔度一级。

[0056] 实施例3

[0057] Al-9.3Mg-1.3Zn-0.2Ca-0.4Ti-0.35Ce-0.1Sr铝镁合金

[0058] (1)按照Al-Mg-Zn-Ca-Ti-Ce-Sr铝镁合金成分要求，称取纯铝锭165Kg、纯镁锭16.8Kg、纯锌锭2.6Kg、铝10钛中间合金9.4Kg、铝钙中间合金1.9Kg、铝锶中间合金1.2Kg、镁
30铈中间合金2.75Kg。其中纯铝锭的铝含量不低于 99.8％，纯镁锭的镁含量不低于
99.95％，纯锌锭的锌含量不低于99.99％，铝钛中间合金中钛元素的平均含量不低于
9.5％，铝钙中间合金中钙元素的平均含量不低于25％，铝锶中间合金中锶元素的平均含量不低于20％，镁铈中间合金中铈元素的含量不低于30％，铝铍中间合金中铍元素的平均含量不低于4.6％。将纯铝锭和纯镁锭进行喷砂去掉表面氧化皮，在电阻炉中将所有原材料在炉温设定为300℃的台车式电阻炉中进行预热处理，预热4小时。

[0059] (2)将钢质坩埚在电阻坩锅炉中预热至200℃，吊出坩埚，使用占坩埚容积1/3的沸水浇入熔炼坩埚中，待坩埚中的水不在沸腾后，将坩埚中的水全部倾倒出去；随后使用钢铲清理坩埚干净坩埚内壁和外壁上残留夹杂与氧化皮。

[0060] (3)将清理干净的坩埚在电阻熔炼炉中加热升温至180℃，使用重量百分比为氧化锌8％：碳酸钙8％：水玻璃5％：滑石粉5％：氟硼酸钾3％：水71％配比而成的坩埚涂料5.5Kg，按照坩埚内表面积(cm2)与涂料质量(Kg)比例为200，将坩埚涂料均匀涂刷到坩埚内壁。

[0061] (4)将带涂料的坩埚升温至300℃并保温1小时后，使用加料钳将铝钛中间合金和纯铝锭按照由下向上的顺序紧实均匀码于坩埚内，然后在坩埚上部铺盖一层石棉纤维毡。将炉膛温度设定为885℃，随着坩埚内原料熔化的进行，按照纯铝锭、锌锭、铝钙中间合金和铝锶中间合金的顺序加入各原料。

[0062] (5)当坩埚内原料熔化完成后，调整坩埚内熔体温度在730℃之间，在熔体表面铺撒一层轻质覆盖剂，轻质覆盖剂由RJ-2熔剂+占RJ-2熔剂重量百分比40％的KCl经机械混合组成。使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质加料器，向坩埚中加入镁铈中间合金和纯镁锭，加料期间使用轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面，直至新加入原料全部熔化。

[0063] (6)调整铝熔体温度为740℃，称取占熔体质量0.18％的ZS-AJ1铝合金精炼剂，使ZS-AJ1铝合金精炼剂在高纯氩气(Ar含量为99.99％)带动下，经旋转喷吹除气机喷头均匀吹入铝熔体底部，旋转喷吹精炼时间为10分钟，精炼期间使用轻质覆盖剂覆盖因氧化膜磨损而外露的铝熔体液面。

[0064] (7)精炼完成后，使用经坩埚涂料涂刷完好的不锈钢质打渣勺清理熔体上表面熔剂与氧化渣的混合物，并重新铺撒一层新的轻质覆盖剂。调整熔体温度为715℃，准备浇注。

[0065] (8)使用打渣勺清理干净熔体上表面的轻质覆盖剂，并在熔体表面铺撒一 层由硫磺粉和硼酸(二者质量比为1∶1)组成的阻燃剂。使用冶金行车将装满铝合金熔体的钢质坩埚从电阻熔炼炉中吊转至浇注舱内的旋转浇注台架上，随后将预制铸型吊装到旋转浇注台架下方。接着关闭浇注舱门，使用真空泵抽取舱内空气，直至相对真空度值达到-0.071MPa后，保压3分钟，然后向浇注舱内灌注由体积份数比例为1∶99的六氟化硫和干燥氮气组成的混合保护气体，直至浇注舱内压力值达到0.3MPa，随后转动旋转浇注台架，实现高镁铝镁合金铸件浇注成型。浇注工序在精炼完成后的40分钟内完成。

[0066] (9)固溶热处理工艺：在电阻热处理炉的炉温小于200℃时，将铸件放入带循环风的热处理炉中；在升温速度为60-80℃/h条件下，将炉温升至435±5℃，并保温9.5-10h；然后在升温速度为30-50℃/h条件下，将炉温升490±3℃，并保温7.5-8h；将热处理中的材料放入96～98℃的水中进行淬火，并且材料从热处理炉中转移到淬火水槽中的时间不能超过20s。

[0067] 步骤(8)所得铸件镁元素平均烧损量为0.3％，铸件上部和下部本体镁元素含量差异为0.15％，铸件本体取样针孔度一级。

[0068] 经步骤(9)热处理得到的铝镁合金材料各元素含量：Mg：9.3％，Zn：1.3％，Ca：0.2％，Ti：0.4％，Ce：0.35％，Sr：0.1％，Fe＝0.12％，Ni＝0.02％，Cu＝0.05％，Si＝
0.07％，Mn＝0.006％，余量为Al；室温抗拉强度＝400MPa，延伸率＝18％，布氏硬度＝
91HBS；经自然时效(48个月)处理后，室温抗拉强度＝405MPa，延伸率＝16％，布氏硬度＝
93HBS。