热顶铸造生产的铸锭表面平整光滑，铸造时，在冷却水的强烈冷却下，铸锭边部可获得很高的结晶速度，因而枝晶细小，有效地降低了铸锭逆偏析程度，内部组织较均匀。但铸锭质量对工艺参数较敏感，特别是对于大规格铸锭，工艺参数调节不好时会出现特有的缺陷[1]，如冷隔、光晶、羽毛状晶、中心裂纹等等。
由于406mm大规格铸锭后续用于生产挤压厚板，而客户对挤压厚板的力学性能及制品组织质量要求很高，针对客户提出的各种质量问题，我公司在生产设备和工艺技术等方面进行了改进，现将相关工艺技术介绍如下。
6063合金成份有一个很宽的范围，具体成份除了要考虑机械性能、加工性能外，还要考虑表面处理性能，即型材如何进行表面处理和要得到什么样的表面。例如，要生产磨砂料，Mg/Si应小一些为好，一般选择在Mg/Si=1-1．3范围，这是因为有较多相对过剩的Si，有利于型材得到砂状表面；若生产光亮材、着色材和电泳涂漆材，Mg/Si在1．5-1．7范围为好，这是因为有较少过剩硅，型材抗蚀性好，容易得到光亮的表面。
1. 熔炼和熔体处理
1.1 熔炼
为保证熔体的纯净，投料熔炼前清理干净炉内灰渣，原料采用全铝锭（Fe%≤0.14%），并避免投入含铁制品。铝锭全部熔化后，升温至750℃~770℃，轻轻扒去表面浮渣，根据配料计算值加入速溶硅剂及其他中间合金，静止10~15min后再加入镁锭，将镁锭压入液面下，尽量避免镁的烧损。
1.2 熔体处理
炉内精炼采用气体吹粉精炼，使用纯度为99.99%的氮气。精炼时，氮气的压力以能够吹出粉剂的条件下以低溅起铝熔体（不超过200mm）为好，精炼剂用量为1.5~2.0kg/t,精炼时先从炉体边角部位开始，保证炉内熔体都得到处理，精炼时间控制在40~50min，温度730~750℃。精炼后扒出浮渣，然后快速转注到静置炉中，转注时要注意控制转注流槽中液面平稳，待熔体全部转至静置炉后，升温至730℃~750℃，准备进行二次精炼，二次精炼前往熔体中加入Al-Ti-B丝，用量为0.5~1.0kg/t,增加熔体中有效形核核心数目，避免只在炉外加入可能导致的不均匀。精炼结束后，控制好熔体温度，开始静置，静置时间以25~35min为宜，注意以免过久的静置使得熔体重复吸氢，影响熔体的洁净度[2]，甚至可能导致铸锭中出现大面积疏松。
2. 铸造
2.1 铸造前的准备
铸造前使用煤气枪对流槽、分流盘、过滤板等进行充分的烘烤，以免铸造前期熔体温度降幅过大，导致铸锭产生冷隔、光亮晶粒。
2.2 铸造温度
大规格圆铸锭铸造的特点是熔体流量小，铸造速度慢，分流盘中熔体熔升温较慢，当温度低于690℃时铸锭中容易产生光亮晶粒，因而在熔体不产生过烧和铸锭不出现羽毛状晶的情况下，应适当提高铸造温度。铸造时保证分流盘中熔体温度维持在700℃~720℃之间。
2.3 铸造速度
对于406mm圆铸锭而言，铸造速度一般控制在40~50mm/min，根据铸锭表面质量，适当调节水压。Al-Ti-B丝在线加入量为1.5~2.0kg/t，在在线除气设备前面的流槽处加入。
2.4 炉外净化处理
为提高熔体的洁净度，我公司引进了炉外在线除气设备，采用高纯氩气通过六个旋转转子通入流动的熔体中，相比流眼处熔体0.3mL/100gAl的含氢量，处理后的熔体含氢量可以控制在0.2mL/100gAl以内，有效地提高了熔体质量。
流槽中的熔体应尽量避免二次氧化等污染，铸造后尽量避免扰动分流盘中的熔体。为进一步去除熔体中的各种细小夹杂物，我公司特改造了双级过滤装置，分别放置40目、60目的泡沫陶瓷过滤板。
3. 均匀化处理
由于铸造铝铸锭时冷却使其过冷度很大，在非平衡结晶条件下固相线向α(A1)相区域偏移，晶内偏析比较严重，甚至有可能在晶界上产生低熔点共晶。为了将铸锭晶界上粗大Mg2Si和可能存在的低熔点共晶熔人α(Al)固溶体中，尽量实现晶内成分的均匀化，改善铸锭的加工性能和提高挤压制品的综合质量，所以要求对铸锭进行均匀化处理[3]。
另一方面，由于本合金用于生产挤压厚板，成分中含Mn、Cr元素，长时间的较高温度保温会影响铸锭组织，致使挤压厚板容易产生粗晶环。因为在铸造过程中，冷却速度快，CrAl7、MnAl6相来不及充分地从基体中析出，但在均匀化时，CrAl7、MnAl6相进一步由基体中析出，在长时间高温的作用下，CrAl7、MnAl6弥散质点聚集长大，从而使铝合金再结晶温度降低和阻止再结晶能力减弱，导致易于产生粗晶环[4]。
结合以上两方面，需要对铝圆铸锭进行均质处理，以消除铸造应力，改善加工性能，而又不能使CrAl7、MnAl6弥散质点充分聚集长大，所以均匀化工艺采用550℃，3h。
4. 结束语
本文主要阐述了一种用于生产铝合金挤压厚板的406mm铝圆铸锭的生产工艺，并对影响圆铸锭质量的工艺因素进行了分析和探讨。
（1） 采用全铝锭熔炼，尽可能去除杂质和气体，减少和控制可能污染熔体的操作，确保熔体的洁净度；
（2） 二次精炼时往炉内加入适量Al-Ti-B丝；
（3） 静置时间不宜过长；
（4） 控制分流盘温度维持在700℃~720℃之间；
（5） 均匀化工艺采用550℃，3h。
