CN103103415A - 一种铝合金型材的熔炼制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：配置铝合金熔体：按下列重量份原料：55-60铝锭、30-40废弃的铝制品、5-10碳化铬、5-7玻璃渣粉末进行配比，碳化铬的细度为5-8μm，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金型材的熔炼制备方法，属于铝合金材料加工技术领域。
背景技术
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。铝塑板是由经过表面处理并用涂层烤漆的3003铝锰合金、5005铝镁合金板材作为表面，PE塑料作为芯层，高分子粘结膜经过一系列工艺加工复合而成的新型材料。现有技术中的铝合金型材在熔炼过程中经常会出现杂质含量大，整个工艺过程复杂等缺点。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种铝合金型材的熔炼制备方法，提高铝合金型材的综合性能。
本发明采用的技术方案如下：
一种铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：
（1）配置铝合金熔体：
按下列重量份原料：55-60铝锭、30-40废弃的铝制品、5-10碳化铬、5-7玻璃渣粉末进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.17≤Si ≤0.25%、1.2 ≤Mg ≤2.8%、0.12≤P≤0.20%、0.20≤Fe ≤0.42%、0.06≤Cu ≤0.10%、0.06≤Mn ≤0.12%、0.12＜Cr＜0.18%、Zn ≤0.10%、其他元素合计≤0.15、余量为Al；
（2）精炼：利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入20-30Kg 除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份组分组成：氯化钾 50-60、氯化镁 30-40、六氯化二碳 2-10，在静置炉内铸造得铝合金圆铸棒；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾6-8、树木灰4-7、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、硫酸钠3-5、氯化铝5-8、碳酸钾3-5、凹凸棒土8-10、NaBF4 5-8、氯化钠3-5、活性碳酸钙粉 5-8，Na2TiF6 8-10、NaF 5-8；
所述的精炼剂制备方法如下：
a、将上述重量份的凹凸棒土、树木灰用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；
b、将上述重量份的氯化钾、氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、硝酸钠、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸钠、1-2%的平平加O、2-3%的柠檬酸三丁酯、3-5%氧化铝，高速5200-5500转/分搅拌，得到分散液，分散液脱水烘干粉碎；
c、将其它原料加热熔融后，粉碎；
d、将步骤a、b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂；
（3）热处理
铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，第一次是将铝合金圆铸棒在750℃±10℃下，用淬火油进行淬火，再将淬火后的铝合金圆铸棒在500℃下进行回火保持30分钟，再从回火炉中取出放入300-320℃的回火油中随油缓冷；第二次是将铝合金圆铸棒在800℃±20℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的铝合金圆铸棒在600℃下进行回火，持续时间60分钟；
（4）挤压成型
将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（5）磷化处理
首先用17%氨水对铝合金型材洗涤进行脱脂处理，温度控制在45-60℃之间，时间为6-7分钟，然后水洗；再用25%盐酸溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为1-2分钟，然后水洗；最后在温度40℃情况下，浸入磷酸盐溶液中，温度控制在45-57℃，浸入时间为3-5分钟，之后清洗干净。
所述的碳化铬的细度为5-8μm。
所述热处理，铝合金圆锭锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，然后放入300℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时。
本发明原料配料中添加了废铝材料，由于废铝材料经过一次冶炼，其成分稳定，故本发明配方中增加废铝材料有利于铝型材性能稳定，减少了铝液冶炼时出现没有检测的材料影响铝型材质量的可能性；退火处理、淬火处理、校直处理等步骤，增加了铝材料的内部组织的均匀性与晶粒的细化，大大改善了铝合金型材的质量与加工性能；对铝合金型材表面进行铬化处理，提高了铝合金型材表面氧化膜的抗腐蚀能力和铝合金型材与涂层的结合力。
具体实施方式
下面结合施例对本发明作进一步描述，但不局限于下列实施例。
一种铝合金型材的熔炼制备方法，包括有以下操作步骤：
（1）配置铝合金熔体：
按下列重量份（公斤）原料：55份铝锭、30份废弃的铝制品、5份碳化铬、5份玻璃渣粉末进行配比，碳化铬的细度为5-8μm，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.17%≤Si ≤0.25%、1.2% ≤Mg ≤2.8%、0.12%≤P≤0.20%、0.20%≤Fe ≤0.42%、0.06%≤Cu ≤0.10%、0.06%≤Mn ≤0.12%、0.12%＜Cr＜0.18%、Zn ≤0.10%、其他元素合计≤0.15、余量为Al；
（2）精炼：利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入30Kg 除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份（公斤）组分混合组成：氯化钾 50、氯化镁 30、六氯化二碳 10，在静置炉内铸造得铝合金圆铸棒；所述的精炼剂由下列重量份（公斤）原料制得：氯化钾6、树木灰7、氟化钙5、硝酸钠3、石墨粉8、氟硅酸钠10、硫酸钠3、氯化铝5、碳酸钾5、凹凸棒土10、NaBF4 8、氯化钠3、活性碳酸钙粉 5，Na2TiF6 8、NaF 5；
所述的精炼剂制备方法如下：
a、将上述重量份的凹凸棒土、树木灰用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；
b、将上述重量份的氯化钾、氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、硝酸钠、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸钠、1-2%的平平加O、2-3%的柠檬酸三丁酯、3-5%氧化铝，高速5200-5500转/分搅拌，得到分散液，分散液脱水烘干粉碎；
c、将其它原料加热熔融后，粉碎；
d、将步骤a、b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂；
（3）热处理
铝合金圆锭锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，然后放入300℃200号溶剂油中中随油缓冷至室温，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时；
（4）挤压成型
将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（5）磷化处理
首先用17%氨水对铝合金型材洗涤进行脱脂处理，温度控制在45-60℃之间，时间为6-7分钟，然后水洗；再用25%盐酸溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为1-2分钟，然后水洗；最后在温度40℃情况下，浸入磷酸盐溶液中，温度控制在45-57℃，浸入时间为3-5分钟，之后清洗干净。
经检测，依照本发明方法产物化学成分为：Si 0.217%、Mg 1.55%、Fe 0.38%、Cu 0.0624%、Mn 0.0986%、Cr 0.0822%、Zn 0.0856%、其他元素合计0.134%、其余为Al；力学性能为：抗拉强度为332MPa，屈服强度为247MPa，延伸率为15.9%；表面性能为：单件局部膜厚24μm，落砂试验磨耗系数555 g/μm，滴碱试验 135s。
Claims (3)
1.一种铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，包括有以下操作步骤：
（1）配置铝合金熔体：
按下列重量份原料：55-60铝锭、30-40废弃的铝制品、5-10碳化铬、5-7玻璃渣粉末进行配比，将上述原料加入熔炼炉，升温至炉料开始软化下塌时，向熔液表面撒上一层覆盖剂覆盖；当炉料完全熔化后，应适当搅动熔体，以使熔池里各处温度均匀一致，最后向熔体内加入镁锭；控制熔体中各元素的质量百分含量为：0.17≤Si ≤0.25%、1.2 ≤Mg ≤2.8%、0.12≤P≤0.20%、0.20≤Fe ≤0.42%、0.06≤Cu ≤0.10%、0.06≤Mn ≤0.12%、0.12＜Cr＜0.18%、Zn ≤0.10%、其他元素合计≤0.15、余量为Al；
（2）精炼：利用精炼剂对铝合金熔体进行精炼处理，当铝合金熔体经过精炼处理，并扒出表面浮渣后，即可将熔体输注到静置炉，铝合金熔体进入静置炉后升温至700-750℃，使用时按每吨铝合金熔体加入20-30Kg 除钠剂，所述的除钠剂由以下重量份组分组成：氯化钾 50-60、氯化镁 30-40、六氯化二碳 2-10，在静置炉内铸造得铝合金圆铸棒；所述的精炼剂由下列重量份原料制得：氯化钾6-8、树木灰4-7、氟化钙3-5、硝酸钠3-5、石墨粉5-8、氟硅酸钠8-10、硫酸钠3-5、氯化铝5-8、碳酸钾3-5、凹凸棒土8-10、NaBF4 5-8、氯化钠3-5、活性碳酸钙粉 5-8，Na2TiF6 8-10、NaF 5-8；
所述的精炼剂制备方法如下：
a、将上述重量份的凹凸棒土、树木灰用10-15%硫酸浸泡3-4小时，去离子水洗涤，再用10-12%氢氧化钠溶液浸泡3-4小时，再用去离子水洗涤至中性，然后在500-530℃下煅烧2-3小时，粉碎成纳米粉末；
b、将上述重量份的氯化钾、氯化钠、硫酸钠、碳酸钾、硝酸钠、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸钠、1-2%的平平加O、2-3%的柠檬酸三丁酯、3-5%氧化铝，高速5200-5500转/分搅拌，得到分散液，分散液脱水烘干粉碎；
c、将其它原料加热熔融后，粉碎；
d、将步骤a、b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂；
（3）热处理
铝合金圆铸棒锯切后进行均匀化退火处理，第一次是将铝合金圆铸棒在750℃±10℃下，用淬火油进行淬火，再将淬火后的铝合金圆铸棒在500℃下进行回火保持30分钟，再从回火炉中取出放入300-320℃的回火油中随油缓冷；第二次是将铝合金圆铸棒在800℃±20℃下，用水性淬火液进行淬火，再将淬火后的铝合金圆铸棒在600℃下进行回火，持续时间60分钟；
（4）挤压成型
将铝合金圆铸棒加热至450-500℃，然后利用挤压机将加热好的圆铸棒从模具中挤出成形，挤压模具温度220-240℃，挤压速度9-12米/分钟；风冷型材表面温度至110-130℃后，放入2-5℃水性淬火液中进行淬火处理2-3分钟；最后从水中取出挤压好的铝合金型材进行常温校直处理，在120-130℃下保温3-4小时；
（5）磷化处理
首先用17%氨水对铝合金型材洗涤进行脱脂处理，温度控制在45-60℃之间，时间为6-7分钟，然后水洗；再用25%盐酸溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为1-2分钟，然后水洗；最后在温度40℃情况下，浸入磷酸盐溶液中，温度控制在45-57℃，浸入时间为3-5分钟，之后清洗干净。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，所述的碳化铬的细度为5-8μm。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金型材的熔炼制备方法，其特征在于，所述热处理，铝合金圆锭锯切后进行均匀化退火处理，惰性气体中先升温至300℃下，保温2.5小时，每小时80℃升温加热至530℃下保温7小时，然后放入300℃200号溶剂油中中随油缓冷，再每小时70℃升温加热至370℃，并保温度5.5小时；再降温至170℃下保温3.5小时。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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Inventor after: Huang Junwei Inventor before: Xia Kuncai |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
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Effective date of registration: 20170601 Address after: 528225 nonferrous metal industry park, Nanhai Town, Nanhai District, Guangdong, Foshan (two issue) Patentee after: Guangdong Jiangnan Aluminium Industry Co.,Ltd. Address before: Wuhu City, Anhui province 241007 yeatan Jiujiang Road Economic Development Zone No. 5 Patentee before: WUHU HENGKUN AUTO PARTS Co.,Ltd. |
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Granted publication date: 20160608 Termination date: 20211211 |
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