CN103484726B - 一种高铌耐高温铝合金板材的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铌耐高温铝合金板材的生产工艺,该铝合金中各元素的质量百分数为:Si0.25-0.32、Cu0.5-0.8、Mg0.5-1.5、Zn0.3-0.6、Nb1.2-1.6、Mn1.8-2.4、Ti0.1-0.2、Cr0.15-0.25、W0.08-0.12、Ni0.04-0.06、Ta0.02-0.03、Fe0-0.05、Y0.03-0.06%、Tm0.02-0.03%、余量为Al。本发明由于高含量Nb元素的加入,提高了合金的熔点和有序化温度以及高温组织稳定性,从而提高了合金的高温强度以及改善了抗氧化性;本发明还添加了少量的Y、Tm稀土元素,改善合金的加工性能以及焊接性能,减少因加工和焊接所产生的裂纹。
Description
技术领域
本发明涉及一种高铌耐高温铝合金板带材的生产工艺,属于铝合金材料技术领域。
背景技术
铝钛合金材料由于其具有本质的脆性,使得该类铝合金材料的加工性能很差,在热加工中易于由于热损失导致合金的加工性能急剧降低,而使铝合金工件断裂而失效,并且当高温加工时,合金由于氧化作用会进一步导致铝合金的热加工性的降低。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种高铌耐高温铝合金板带材的生产工艺,提高铝合金的那高温性能以及热加工性能。
本发明采用的技术方案如下:
一种高铌耐高温铝合金板材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足如下要求:Si0.25-0.32、Cu0.5-0.8、Mg0.5-1.5、Zn0.3-0.6、Nb1.2-1.6、Mn1.8-2.4、Ti0.1-0.2、Cr0.15-0.25、W0.08-0.12、Ni0.04-0.06、Ta0.02-0.03、Fe0-0.05、Y0.03-0.06%、Tm0.02-0.03%、余量为Al进行配料,将炉料投入熔炼炉在730-750℃下进行熔炼,待金属全部熔化,搅拌均匀后,在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析,分析合格后即可转炉;
(2)熔体转入静置炉后,以氮气为载体,将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼,氮气压力为1.2-1.8kg/mm,精炼温度为720-740℃,精炼时间为15-20min,精炼完毕后静置20-30min;
(3)铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤,充分滤去熔体中的氧化物、夹渣,然后进行浇铸,铸造温度为680-710℃;
(4)将合金铸锭先以70-90℃/h升温至250-280℃,保温3-5h,再以55-75℃/h升温至420-440℃,保温6-8h,然后再以40-50℃/h升温至510-530℃,保温10-15h,最后以200-250℃/h的冷却速度迅速降至室温;均匀化退火后对铸锭表面铳洗,以除去铸锭表面上的铸造瘤等缺陷;
(5)将铳洗后的铸锭在420-440℃下预热1-1.5h,再在热轧机上进行开轧,轧至变形量为40-50%后,升温至460-480℃,保温30-40min,再降温至320-350℃,保温20-30min,空冷至室温后冷轧至厚度为1.5-2mm,总变形量达到80%以上;
(6)将成型后的铝采用盐浴加热至460-480℃,保温1-2h后通过水淬使其温度迅速降至50℃以下;然后进行多级时效处理:先以40-60℃/h升温至160-180℃,保温1-2h;再以50-70℃/h降温至60-70℃,保温60-70h,再以45-55℃/h升温至160-180℃,保温10-15h,再以30-40℃/h降温至80-90℃,保温15-20h,随炉空冷至室温,即得高铌耐高温铝合金板材。
所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量份的原料:硝酸钠10-15、氯化镁12-16、氟硅酸钠5-10、氯化钡4-8、耐火砖屑5-10、碳化硼4-8、氟化锆3-6、黄土8-12、凹凸棒石5-10;b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过300-500目筛,混合均匀后,加入碳化硼和氟化锆,4000-5000rpm高速研磨5-10min,然后在1050-1250℃下煅烧3-5h,然后水淬冷却,研碎,待用;c.将其余各原料混合均匀加热至760-780℃,待其全部熔融后,澄清1-2h,将上面的澄清液倒入水中冷淬,得到破碎的颗粒,研细过300-400目筛,待用;d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
本发明精炼剂的脱杂质率在65-75%之间,去除合金液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化合金液提高了内部质量,气孔度降低1-2度,得到有效的控制。
本发明的有益效果:
本发明由于高含量Nb元素的加入,提高了合金的熔点和有序化温度以及高温组织稳定性,从而提高了合金的高温强度以及改善了抗氧化性;本发明还添加了少量的Y、Tm稀土元素,改善合金的加工性能以及焊接性能,减少因加工和焊接所产生的裂纹。本发明铝合金板材使用温度高、柔韧性强、强度高,具有良好的加工和焊接性能,应用前景广阔。
具体实施方式
一种高铌耐高温铝合金板材的生产工艺,包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足如下要求:Si0.25-0.32、Cu0.5-0.8、Mg0.5-1.5、Zn0.3-0.6、Nb1.2-1.6、Mn1.8-2.4、Ti0.1-0.2、Cr0.15-0.25、W0.08-0.12、Ni0.04-0.06、Ta0.02-0.03、Fe0-0.05、Y0.03-0.06%、Tm0.02-0.03%、余量为Al进行配料,将炉料投入熔炼炉在740℃下进行熔炼,待金属全部熔化,搅拌均匀后,在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析,分析合格后即可转炉;
(2)熔体转入静置炉后,以氮气为载体,将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼,氮气压力为1.5kg/mm,精炼温度为730℃,精炼时间为20min,精炼完毕后静置25min;
(3)铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤,充分滤去熔体中的氧化物、夹渣,然后进行浇铸,铸造温度为695℃;
(4)将合金铸锭先以80℃/h升温至270℃,保温4h,再以60℃/h升温至420℃,保温8h,然后再以50℃/h升温至520℃,保温12h,最后以240℃/h的冷却速度迅速降至室温;均匀化退火后对铸锭表面铳洗,以除去铸锭表面上的铸造瘤等缺陷;
(5)将铳洗后的铸锭在430℃下预热1h,再在热轧机上进行开轧,轧至变形量为40%后,升温至470℃,保温30min,再降温至330℃,保温25min,空冷至室温后冷轧至厚度为1.8mm,总变形量达到80%以上;
(6)将成型后的铝采用盐浴加热至475℃,保温1h后通过水淬使其温度迅速降至50℃以下;然后进行多级时效处理:先以50℃/h升温至170℃,保温1.5h;再以60℃/h降温至65℃,保温60h,再以50℃/h升温至180℃,保温10h,再以40℃/h降温至80℃,保温20h,随炉空冷至室温,即得高铌耐高温铝合金板材。
所述的精炼剂制备方法如下:a.称取以下重量(kg)的原料:硝酸钠12、氯化镁14、氟硅酸钠8、氯化钡6、耐火砖屑8、碳化硼5、氟化锆4、黄土10、凹凸棒石8;b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过400目筛,混合均匀后,加入碳化硼和氟化锆,5000rpm高速研磨6min,然后在1200℃下煅烧4h,然后水淬冷却,研碎,待用;c.将其余各原料混合均匀加热至780℃,待其全部熔融后,澄清1.5h,将上面的澄清液倒入水中冷淬,得到破碎的颗粒,研细过400目筛,待用;d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
所得的铝合金板材经检验力学性能为:抗拉强度392Mpa,屈服强度为276Mpa,伸长率为13.2%。
Claims (2)
1.一种高铌耐高温铝合金板材的生产工艺,其特征在于包括以下步骤:
(1)按照元素质量百分数满足如下要求:Si0.25-0.32、Cu0.5-0.8、Mg0.5-1.5、Zn0.3-0.6、Nb1.2-1.6、Mn1.8-2.4、Ti0.1-0.2、Cr0.15-0.25、W0.08-0.12、Ni0.04-0.06、Ta0.02-0.03、Fe0-0.05、Y0.03-0.06%、Tm0.02-0.03%、余量为Al进行配料,将炉料投入熔炼炉在730-750℃下进行熔炼,待金属全部熔化,搅拌均匀后,在铝液深度的中部、炉膛两侧各取一个样进行分析,分析合格后即可转炉;
(2)熔体转入静置炉后,以氮气为载体,将精炼剂粉末喷入铝液深度的2/3处进行精炼,氮气压力为1.2-1.8kg/mm,精炼温度为720-740℃,精炼时间为15-20min,精炼完毕后静置20-30min;
(3)铸造前用14目玻璃纤维丝布过滤,充分滤去熔体中的氧化物、夹渣,然后进行浇铸,铸造温度为680-710℃;
(4)将合金铸锭先以70-90℃/h升温至250-280℃,保温3-5h,再以55-75℃/h升温至420-440℃,保温6-8h,然后再以40-50℃/h升温至510-530℃,保温10-15h,最后以200-250℃/h的冷却速度迅速降至室温;均匀化退火后对铸锭表面铳洗,以除去铸锭表面上的铸造瘤缺陷;
(5)将铳洗后的铸锭在420-440℃下预热1-1.5h,再在热轧机上进行开轧,轧至变形量为40-50%后,升温至460-480℃,保温30-40min,再降温至320-350℃,保温20-30min,空冷至室温后冷轧至厚度为1.5-2mm,总变形量达到80%以上;
(6)将成型后的铝采用盐浴加热至460-480℃,保温1-2h后通过水淬使其温度迅速降至50℃以下;然后进行多级时效处理:先以40-60℃/h升温至160-180℃,保温1-2h;再以50-70℃/h降温至60-70℃,保温60-70h,再以45-55℃/h升温至160-180℃,保温10-15h,再以30-40℃/h降温至80-90℃,保温15-20h,随炉空冷至室温,即得高铌耐高温铝合金板材。
2.根据权利要求1所述的高铌耐高温铝合金板材的生产工艺,其特征在于,所述的精炼剂制备方法如下:
a.称取以下重量份的原料:硝酸钠10-15、氯化镁12-16、氟硅酸钠5-10、氯化钡4-8、耐火砖屑5-10、碳化硼4-8、氟化锆3-6、黄土8-12、凹凸棒石5-10;
b.将上述耐火砖屑、凹凸棒石、黄土粉碎过300-500目筛,混合均匀后,加入碳化硼和氟化锆,4000-5000rpm高速研磨5-10min,然后在1050-1250℃下煅烧3-5h,然后水淬冷却,研碎,待用;
c.将其余各原料混合均匀加热至760-780℃,待其全部熔融后,澄清1-2h,将上面的澄清液倒入水中冷淬,得到破碎的颗粒,研细过300-400目筛,待用;
d.将步骤b、c得到的物料混合搅拌即得所述精炼剂。
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