CN105479033A - 一种铝合金焊丝及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金焊丝及制备方法，属于焊接材料技术领域。本发明的铝合金焊丝，化学成分及质量百分比组成为：Si：2.5-3.0%、Zn：0.02-0.1%、Ni：3.0-3.5%、Cu：2.0-2.5%、Cr：0.05-1.0%、Mo：2.5-3.0%、Ca：2.0-2.5%、Co：0.05-1.0%、W：2.5-3.0%、Ti：2.0-2.5%、Be：3.0-3.5%、B：2.0-2.5%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。本发明制得的铝合金焊丝，不仅具有良好的可焊性、耐磨性能优异，而且大大改善焊缝金属的低温冲击韧性。另外，使得焊接过程的导电性增强。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金焊丝及制备方法，属于焊接材料技术领域。
背景技术
我国属原铝生产大国，原铝产量居全球第三位，仅次于美国、俄罗斯。据调查，目前，我国人均用铝消费量仍处于较低水平，约为发达国家的1/10、世界平均水平的1/2。改革开放20多年来，随着人们物质生活水平的持续提高，加之一些新技术在铝合金、铝制品领域的不断应用，从而大大改善了生产领域、生活领域的用铝结构，同时也使人们的用铝理念发生了根本性的变化，极大地扩张了铝制品在工业与民用领域的应用范围。从“人类发展共性”理论的角度出发，随着国民用铝理念的迅速变化和铝制品在工业与民用领域的广泛应用。
现代科学技术的发展促进了铝合金焊接技术的进步。可焊接的铝合金材料范围逐步扩大，现在不仅可以成功地焊接非热处理强化的铝合金，而且解决了传统的航空航天和军工等行业，逐步扩大到国民经济生产和人民生活的各个领域。
随着铝合金及高效自动化焊接技术在高端军民用轻量化装备上的大量应用，对铝合金焊接材料的质量和性能要求越来越高。铝合金焊丝的性能和质量既取决于铝合金熔体的冶炼和净化技术，同时也取决于铝合金焊丝的成形加工和表面处理工艺。但就目前市场上的众多铝合金焊丝很难满足科技发展对其性能的要求。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的问题，提供了一种可焊性高、有良好耐磨性的铝合金焊丝。
本发明的铝合金焊丝，化学成分及质量百分比组成为：Si：2.5-3.0%、Zn：0.02-0.1%、Ni：3.0-3.5%、Cu：2.0-2.5%、Cr：0.05-1.0%、Mo：2.5-3.0%、Ca：2.0-2.5%、Co：0.05-1.0%、W：2.5-3.0%、Ti：2.0-2.5%、Be：3.0-3.5%、B：2.0-2.5%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
优选地，其中：Si：2.8%、Zn：0.03%、Ni：3.3%、Cu：2.2%、Cr：0.06%、Mo：2.6%、Ca：2.2.%、Co：0.07%、W：2.6%、Ti：2.3%、Be：3.1%、B：2.0%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
优选地，其中：各组分的纯度为99wt%以上。
本发明铝合金焊丝的制备方法，按如下步骤进行：
（1）配料：按合金各组分重量百分比进行配料，其中，对所需合金组分进行精确称量后，置于烘干箱中烘干，并用塑封袋封装；
（2）熔炼：将Al平均分为两份，加入其中一份Al并加热至熔融状态，当熔炼炉温度升高到860～900℃，将其它组分全部加入铝液中，并搅拌3~5分钟，然后升温至950℃并保温30分钟，此时加入另一份Al，待除气、精炼后将合金液静置30进行浇铸；
（3）铸造：采用连续铸造方法将熔炼后得到的合金液浇铸成Φ80m铸锭，浇铸温度为860℃～900℃，垂直牵引速度为160mm/min～180mm/min，冷却水流量为12g/mm·s；
（4）挤压：采用连续均匀化方法，将铸锭加热至550℃～600℃并保温2.5h～3h后取出空冷，待铸锭温度降至500℃～520℃时，直接放入3000t挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压比控制在22，挤压速度为2.8～3.5m/min；
（5）拉制：经30～37道次拉拔，将Φ10mm棒材拉制成Φ3.5mm、Φ2.6mm或Φ2.2mm焊丝，每道次加工率30%；
（6）定径：将经过拉拔后的铝合金焊丝穿过定径模具，公差为±0.001mm；
（7）刮削，将经过定径后的铝合金焊丝穿过刮削模具，公差为±0.001mm；刮削速率为3～5m/s；
（8）清洗：将经过光轧后的铝合金焊丝通过超声波水箱进行超声波清洗；
（9）干燥：将经过清洗后的铝合金焊丝经热风吹干；
（10）表面处理：分为酸洗、表面抛光、钝化三个步骤；
（11）封装：焊丝经表面处理后，迅速用真空袋封装。
优选地，其中步骤（2）中熔炼温度为880℃。
优选地，其中步骤（3）中浇铸温度为880℃；垂直牵引速度为170mm/min。
优选地，其中步骤（5）中经过35次拉拔。
优选地，其中步骤（7）中刮削速率为4m/s。
本发明的优点及有益效果是：
本发明通过上述手段制得的铝合金焊丝，不仅具有良好的可焊性、耐磨性能优异，而且大大改善焊缝金属的低温冲击韧性。另外，使得焊接过程的导电性增强。
具体实施方式
实施例1：
铝合金焊丝，化学成分及质量百分比组成为：Si：2.8%、Zn：0.03%、Ni：3.3%、Cu：2.2%、Cr：0.06%、Mo：2.6%、Ca：2.2.%、Co：0.07%、W：2.6%、Ti：2.3%、Be：3.1%、B：2.0%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
其中：各组分的纯度为99wt%以上。
制备方法如下：
（1）配料：按合金各组分重量百分比进行配料，其中，对所需合金组分进行精确称量后，置于烘干箱中烘干，并用塑封袋封装；
（2）熔炼：将Al平均分为两份，加入其中一份Al并加热至熔融状态，当熔炼炉温度升高到880℃，将其它组分全部加入铝液中，并搅拌5分钟，然后升温至950℃并保温30分钟，此时加入另一份Al，待除气、精炼后将合金液静置30进行浇铸；
（3）铸造：采用连续铸造方法将熔炼后得到的合金液浇铸成Φ80m铸锭，浇铸温度为880℃，垂直牵引速度为170mm/min，冷却水流量为12g/mm·s；
（4）挤压：采用连续均匀化方法，将铸锭加热至550℃并保温2.5h后取出空冷，待铸锭温度降至520℃时，直接放入3000t挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压比控制在22，挤压速度为3m/min；
（5）拉制：经35道次拉拔，将Φ10mm棒材拉制成Φ3.5mm、Φ2.6mm或Φ2.2mm焊丝，每道次加工率30%；
（6）定径：将经过拉拔后的铝合金焊丝穿过定径模具，公差为±0.001mm；
（7）刮削，将经过定径后的铝合金焊丝穿过刮削模具，公差为±0.001mm；刮削速率为4m/s；
（8）清洗：将经过光轧后的铝合金焊丝通过超声波水箱进行超声波清洗；
（9）干燥：将经过清洗后的铝合金焊丝经热风吹干；
（10）表面处理：分为酸洗、表面抛光、钝化三个步骤；
（11）封装：焊丝经表面处理后，迅速用真空袋封装。
实施例2：
铝合金焊丝，化学成分及质量百分比组成为：Si：3.0%、Zn：0.1%、Ni：3.2%、Cu：2.2%、Cr：0.06%、Mo：2.6%、Ca：2.0%、Co：0.07%、W：2.6%、Ti：2.3%、Be：3.0%、B：2.5%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
其中：各组分的纯度为99wt%以上。
制备方法如下：
（1）配料：按合金各组分重量百分比进行配料，其中，对所需合金组分进行精确称量后，置于烘干箱中烘干，并用塑封袋封装；
（2）熔炼：将Al平均分为两份，加入其中一份Al并加热至熔融状态，当熔炼炉温度升高到900℃，将其它组分全部加入铝液中，并搅拌3分钟，然后升温至950℃并保温30分钟，此时加入另一份Al，待除气、精炼后将合金液静置30进行浇铸；
（3）铸造：采用连续铸造方法将熔炼后得到的合金液浇铸成Φ80m铸锭，浇铸温度为900℃，垂直牵引速度为160mm/min，冷却水流量为12g/mm·s；
（4）挤压：采用连续均匀化方法，将铸锭加热至550℃并保温2.5h后取出空冷，待铸锭温度降至500℃时，直接放入3000t挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压比控制在22，挤压速度为3m/min；
（5）拉制：经30道次拉拔，将Φ10mm棒材拉制成Φ3.5mm、Φ2.6mm或Φ2.2mm焊丝，每道次加工率30%；
（6）定径：将经过拉拔后的铝合金焊丝穿过定径模具，公差为±0.001mm；
（7）刮削，将经过定径后的铝合金焊丝穿过刮削模具，公差为±0.001mm；刮削速率为4m/s；
（8）清洗：将经过光轧后的铝合金焊丝通过超声波水箱进行超声波清洗；
（9）干燥：将经过清洗后的铝合金焊丝经热风吹干；
（10）表面处理：分为酸洗、表面抛光、钝化三个步骤；
（11）封装：焊丝经表面处理后，迅速用真空袋封装。
另外，本发明不限于上述实施方式，只要在不超出本发明的范围内，可以采取各种方式实施本发明。
Claims (8)
1.一种铝合金焊丝，其特征在于，化学成分及质量百分比组成为：Si：2.5-3.0%、Zn：0.02-0.1%、Ni：3.0-3.5%、Cu：2.0-2.5%、Cr：0.05-1.0%、Mo：2.5-3.0%、Ca：2.0-2.5%、Co：0.05-1.0%、W：2.5-3.0%、Ti：2.0-2.5%、Be：3.0-3.5%、B：2.0-2.5%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金焊丝，其特征在于，其中：Si：2.8%、Zn：0.03%、Ni：3.3%、Cu：2.2%、Cr：0.06%、Mo：2.6%、Ca：2.2.%、Co：0.07%、W：2.6%、Ti：2.3%、Be：3.1%、B：2.0%，余量为Al及其它不可避免的夹杂。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的一种铝合金焊丝，其特征在于，其中：各组分的纯度为99wt%以上。
4.一种制备权利要求1-3之一所述的铝合金焊丝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：按合金各组分重量百分比进行配料，其中，对所需合金组分进行精确称量后，置于烘干箱中烘干，并用塑封袋封装；
（2）熔炼：将Al平均分为两份，加入其中一份Al并加热至熔融状态，当熔炼炉温度升高到860～900℃，将其它组分全部加入铝液中，并搅拌3~5分钟，然后升温至950℃并保温30分钟，此时加入另一份Al，待除气、精炼后将合金液静置30进行浇铸；
（3）铸造：采用连续铸造方法将熔炼后得到的合金液浇铸成Φ80m铸锭，浇铸温度为860℃～900℃，垂直牵引速度为160mm/min～180mm/min，冷却水流量为12g/mm·s；
（4）挤压：采用连续均匀化方法，将铸锭加热至550℃～600℃并保温2.5h～3h后取出空冷，待铸锭温度降至500℃～520℃时，直接放入3000t挤压机内挤压成Φ10mm棒材，挤压比控制在22，挤压速度为2.8～3.5m/min；
（5）拉制：经30～37道次拉拔，将Φ10mm棒材拉制成Φ3.5mm、Φ2.6mm或Φ2.2mm焊丝，每道次加工率30%；
（6）定径：将经过拉拔后的铝合金焊丝穿过定径模具，公差为±0.001mm；
（7）刮削，将经过定径后的铝合金焊丝穿过刮削模具，公差为±0.001mm；刮削速率为3～5m/s；
（8）清洗：将经过光轧后的铝合金焊丝通过超声波水箱进行超声波清洗；
（9）干燥：将经过清洗后的铝合金焊丝经热风吹干；
（10）表面处理：分为酸洗、表面抛光、钝化三个步骤；
（11）封装：焊丝经表面处理后，迅速用真空袋封装。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤（2）中熔炼温度为880℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤（3）中浇铸温度为880℃；垂直牵引速度为170mm/min。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤（5）中经过35次拉拔。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中步骤（7）中刮削速率为4m/s。
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