CN105695779B - 一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 - Google Patents
一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105695779B CN105695779B CN201610278518.0A CN201610278518A CN105695779B CN 105695779 B CN105695779 B CN 105695779B CN 201610278518 A CN201610278518 A CN 201610278518A CN 105695779 B CN105695779 B CN 105695779B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- aluminium liquid
- alloy aluminium
- alloy
- refining
- alloying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 240
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 237
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title claims abstract description 223
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 195
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 195
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 146
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 69
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 39
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 25
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 15
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 11
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 9
- 241000220317 Rosa Species 0.000 claims description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims description 7
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 claims 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000006025 fining agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003434 inspiratory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 abstract description 2
- 235000010210 aluminium Nutrition 0.000 description 184
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 10
- 206010001497 Agitation Diseases 0.000 description 9
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 8
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- -1 specifically Chemical compound 0.000 description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 2
- HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N magnesiomagnesium Chemical compound [Mg][Mg] HZZOEADXZLYIHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229910018182 Al—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000004183 Bongardia chrysogonum Species 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000000914 Solidago virgaurea Nutrition 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N [AlH3].[Mg] Chemical compound [AlH3].[Mg] GANNOFFDYMSBSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- UQRLAUVRCKWLFT-UHFFFAOYSA-N aluminum argon Chemical compound [Al].[Ar] UQRLAUVRCKWLFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N aluminum zinc Chemical compound [Al].[Zn] FJMNNXLGOUYVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/026—Alloys based on aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
- C22C1/03—Making non-ferrous alloys by melting using master alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
- C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，首先在一定温度下完成合金化，并通过电磁搅拌作用使合金元素均匀分布，然后进行两次的除渣和除气操作；之后按一定速度向流槽的合金铝液中添加细化剂完成晶粒细化处理；再通过在线除气设备和特定孔隙陶瓷过滤板进行再次除渣和除气操作；最后浇注成尺寸合格的棒材。本发明在保障合金成分合格的基础上，又有效的提高了铝棒的洁净度和铸造质量。本发明工艺简单、自动化程度高、操作方便，所制备的合金铝棒不仅成分均匀，表面质量好，而且元素实收率高、含渣量和吸气量均十分少，产品质量可以满足高品质铝型材挤压加工处理的要求。因此，本发明具有很好工业应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，属于新材料技术领域中材料及冶金技术领域。
背景技术
铝及铝合金是常见的有色金属材料，由于其质量轻，性价比高，造型美，综合性能好的特点，被广泛用于建筑、机械制造、航天、航空等工业领域，成为国民经济与社会发展的重要基础性原材料。铝棒是铝合金中使用量非常大的一类中间产品，按含有的金属元素不同，一般可以分为8个大类，包括1000系列铝棒、2000系列铝棒、3000系列铝棒、4000系列铝棒、5000系列铝棒、6000系列铝棒、7000系列铝棒和8000系列铝棒，主要作为建筑型材、灌溉管材、汽车配件、栏栅等挤压产品的坯料或者飞机蒙皮、机身框架、螺旋桨等锻件产品的坯料。一般来说，铝棒的制备主要包括熔化、配料、除气、除渣、细化、铸造等工艺流程，其中，配料是关键，直接影响着合金元素含量是否合格；除气和除渣是核心，决定了合金棒材的铸造质量；细化是灵魂，反映了合金的综合力学性能；铸造是保障，保证了型材的顺利挤压。在实际生产过程中，通过化学成分分析可以很方便实现元素含量的调节，通过提高铝合金细化剂质量可以很容易实现晶粒形貌和尺寸的改善，通过改进铸造设备也可以很简单实现铸棒质量的控制，然而，在降低合金棒材中夹渣和氢气含量，提升合金的洁净度方面就比较困难了。
传统生产工艺中，由于除渣和除气技术的原因，使得铝棒中渣量高，吸气多，直接导致铝棒在后期挤压加工中出现塑性和抗拉强度的下降，并使其加工制品因产生颗粒状毛刺、裂纹、挤压暗纹等缺陷而成为废品。这也是目前铝型材废品率一直居高不下的一个重要原因。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照合金铝棒成分要求，计算并称取所需重量的铝、镁和其它合金元素，并将铝熔化成铝液；所述的其它合金元素为铜、硅中至少一种；
(2)第一次合金化：将其它合金元素加入熔炼炉中，并向熔炼炉中加入铝液，加热至700-800℃，保温20-30min，保温的同时在铝液表面洒打渣剂，保温结束后，扒除铝液表面的铝渣，得到合金铝液；
(3)第一次炉内精炼：第一次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气或氮气充入步骤(2)的合金铝液中，对合金铝液进行第一次炉内精炼，精炼时间为10-30min；
(4)第一次取样分析：第一次炉内精炼结束后，扒除步骤(3)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中加入的其它合金元素进行取样分析，此时，如果加入的其它合金元素含量不足，补充对应的其它合金元素至合金铝液中其它合金元素含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(5)第二次合金化：调整步骤(4)的合金铝液温度至720-760℃，加入镁，并静置10-30min；
(6)第二次炉内精炼：第二次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气或氮气充入步骤(5)的合金铝液中，对合金铝液进行第二次炉内精炼，精炼时间为10-30min；
(7)第二次取样分析：第二次炉内精炼结束后，扒除步骤(6)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中镁元素进行取样分析，此时，如果镁含量不足，补充镁至合金铝液中镁含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(8)浇注系统预热：在合金铝液进行浇注之前，将浇注所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热；
(9)放流引铸：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，步骤(7)的合金铝液依次经过流槽、在线除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒；具体方法为：
(a)细化处理：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，同时用喂丝机把Al-Ti-B中间合金线导入流槽中对合金铝液进行在线细化处理；
(b)在线除气：步骤(a)细化处理后的合金铝液经过在线除气设备底部的流槽时，将合金铝液暂时截流，并启动在线除气设备；当在线除气设备运行正常且流槽中的合金铝液达到预定液位时继续放流；
(c)在线除渣：步骤(b)在线除气后的合金铝液穿过过滤板，对合金铝液进行除渣；
(d)铸棒：将步骤(c)除渣后的合金铝液通过分流盘引入铸模，连续灌注并辅以电磁搅拌，冷却即得。
所述的打渣剂用量为每12吨铝液加入1-2kg打渣剂。
步骤(3)和(6)两次加入精炼剂的总重量为每吨铝液加0.5-3kg精炼剂，其中，第一次炉内精炼时加入精炼剂的量为加入精炼剂总重量的60％，第二次炉内精炼时加入精炼剂的量为加入精炼剂的总重量的40％。
优选的，步骤(3)和(6)两次加入精炼剂的总重量为每吨铝液加0.5-2kg精炼剂。
步骤(8)中预热的温度为700-800℃。
步骤(9)中达到浇注要求的合金铝液温度为750-850℃。
步骤(a)细化处理中Al-Ti-B中间合金线的用量为合金铝液总重量的0.2％。
步骤(a)细化处理中Al-Ti-B中间合金线的导入速度为2.4m/min。
步骤(c)中过滤板放置在过滤箱内，过滤箱和铸模之间的距离为1.5m。
步骤(c)中的过滤板为30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板。
精炼过程中，氩气或者氮气与精炼剂在合金铝液内的上浮过程中可吸附大量合金铝液中的氢气和夹渣。
对合金元素进行取样分析时，可在熔炼炉炉门两侧向内30-50cm处各取样一处。
对流槽、分流盘和过滤板进行预热，一方面可以避免水分与高温合金铝液接触，发生炸裂造成安全事故，另一方面可以防止水分与合金铝液反应增加含氢量。
细化是解决气孔、晶粒粗大、光亮晶、羽毛晶、裂纹等铸造缺陷的有效措施，是影响合金铝棒后续铸造质量的重要因素。
在线除气设备一方面可以进一步降低合金铝液中氢气的含量，另一方面使合金铝液中的氩气或氮气上浮，把炉内合金铝液中精炼不完全的部分夹渣吸附出液面，从而提高合金铝液的纯净度。
在过滤板的双层过滤作用下，合金铝液中不同粒径的夹渣等固体杂质将被过滤板彻底吸附，进一步净化合金铝液。
有益效果
1、合金元素精度高。本发明严格控制合金化温度，并采用合理的原料添加顺序，即先加入硅、铜等不易烧损的原料，再加入镁等易烧损的原料，有效保障了合金铝液成分的精度，原料烧损少。
2、铝棒含渣量低。本发明先采用精炼机向合金铝液内部喷精炼剂进行除渣处理，再通过陶瓷过滤板过滤进行除渣处理，有效清除了合金铝液内的夹渣，极大降低了铝棒中的含渣量。
3、铝棒吸气少。本发明先后采用了两次炉内精炼、一次流槽中在线除气操作，有效降低了合金铝液中的气体含量，使铸棒中气孔率显著下降。
4、杂质元素含量控制好。在铝棒的铸造过程中Fe元素是最大的一类杂质元素，一般是因为使用铁质工具搅拌而引起合金铝液含Fe量的增加，但是本发明使用电磁搅拌代替了传统的铁质工具搅拌，一方面避免了铁质工具的影响，有效降低了杂质Fe元素含量，另一方面保证了搅拌的均匀性。
5、实用性强。本发明的制备方法也适用于其他系列铝棒的生产和制备，如铝-铜合金棒、铝-镁合金棒、铝锰合金棒、铝-硅-镁合金棒、铝-锌合金棒等。
本发明首先在一定温度下完成合金化，并通过电磁搅拌作用使合金元素均匀分布，然后进行两次的除渣和除气操作(即第一次炉内精炼和第二次炉内精炼)；之后按一定速度向流槽的合金铝液中添加细化剂完成晶粒细化处理；再通过在线除气设备和特定孔隙陶瓷过滤板进行再次除渣和除气操作；最后浇注成尺寸合格的棒材。本发明在保障合金成分合格的基础上，又有效的提高了铝棒的洁净度和铸造质量，因此，本发明为工业界生产高质量铝棒合金提供了一种极其重要的方法。
本发明工艺简单、自动化程度高、操作方便，所制备的合金铝棒不仅成分均匀，表面质量好，而且元素实收率高、含渣量和吸气量均十分少，产品质量可以满足高品质铝型材挤压加工处理的要求。因此，本发明具有很好工业应用价值。
附图说明
图1为实施例1中6061合金铝棒的宏观形貌。
图2为实施例1中6061合金铝棒腐蚀前的金相图。
图3为实例例1中6061合金铝棒腐蚀后的金相图。
图4为实施例2中6063合金铝棒的宏观形貌。
图5为实施例2中6063合金铝棒腐蚀前的金相图。
图6为实施例2中6063合金铝棒腐蚀后的金相图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
本实施例为高精度和高洁净度6061合金铝棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照6061合金铝棒成分要求，计算并称取所需重量的铝、硅、镁和铜，具体为，铝12t、硅86kg、镁112kg和铜30kg，并将铝熔化成铝液；
(2)第一次合金化：将硅、铜加入熔炼炉中，并向熔炼炉中加入铝液，加热至750℃，保温20min，保温的同时在铝液表面洒1.5kg打渣剂，保温结束后，扒除铝液表面的铝渣，得到合金铝液；
(3)第一次炉内精炼：第一次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气充入步骤(2)的合金铝液中，对合金铝液进行第一次炉内精炼，精炼时间为15min，精炼剂用量为12kg；
(4)第一次取样分析：第一次炉内精炼结束后，扒除步骤(3)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中硅、铜元素进行取样分析，此时，如果硅、铜含量不足，补充硅、铜至合金铝液中硅、铜含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(5)第二次合金化：调整步骤(4)的合金铝液温度至740℃，加入镁，并静置10min；
(6)第二次炉内精炼：第二次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气充入步骤(5)的合金铝液中，对合金铝液进行第二次炉内精炼，精炼时间为15min，精炼剂用量为8kg；
(7)第二次取样分析：第二次炉内精炼结束后，扒除步骤(6)的合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中镁元素进行取样分析，此时，如果镁含量不足，补充镁至合金铝液中镁含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(8)浇注系统预热：在合金铝液进行浇注之前，将浇注所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热，预热的温度为780℃；
(9)放流引铸：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，浇注要求的合金铝液温度为800℃，步骤(7)的合金铝液依次经过流槽、在线除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒；具体方法为：
(a)细化处理：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，合金铝液流入流槽，此时，同时用喂丝机把Al-5Ti-1B中间合金线以2.4m/min的速度导入流槽中对合金铝液进行在线细化处理；Al-5Ti-B中间合金线的用量为合金铝液总重量的0.2％；
(b)在线除气：用在线除气设备对步骤(a)细化处理后的合金铝液进行在线除气，当合金铝液流经在线除气设备底部的流槽时，将合金铝液暂时截流，并启动在线除气设备；当在线除气设备运行正常且流槽中的合金铝液达到预定液位时继续放流；
(c)在线除渣：将步骤(b)在线除气后的合金铝液穿过30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板，对合金铝液进行除渣；30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板放置在过滤箱中，过滤箱和铸模之间的距离为1.5m；
(d)铸棒：将步骤(c)除渣后的合金铝液通过分流盘引入铸模，铸锭机以170mm/min的速度完成连续灌注并辅以电磁搅拌，冷却即得。
本实施例制备的6061合金铝棒的成分如表1所示。按照原料添加的实际重量，从理论上计算应该得到Al-0.24Cu-0.92Mg-0.71Si合金，实际产品测试得到Al-0.234Cu-0.872Mg-0.703Si合金，计算可得，Cu的实收率＝0.234/0.24＝97.5％；Mg的实收率＝0.872/0.92＝94.8％；Si的实收率＝0.703/0.71＝99.0％，显示出很高的元素实收率。图1是6061合金铝棒的宏观形貌图，从图1可见，合金铝棒表面光滑，无毛刺、起泡、裂纹等缺陷，铸造质量优异。图2是6061合金铝棒腐蚀前的金相图，从图2可见，合金铝棒内部无气孔且氧化物杂质含量非常少。据GB3246.1-2012变形铝及铝合金制品第1部分和第2部分中显微组织检验方法及低倍组织检验方法统计，金相图1.5mm×1.0mm范围内长度40-50μm的杂质数量少于2颗，50-70μm的杂质数量少于1颗，低于行业标准，体现出很高的洁净度。图3是6061合金铝棒腐蚀后的金相图，从图3可见，α-Al晶粒尺寸细小，分四个方向采用截线法统计测量，平均粒径仅为71.59μm。
表1 6061合金铝棒化学成分(wt.％)
| 元素 | Si | Cu | Mg | Fe | Ti | Al |
| 成分 | 0.703 | 0.234 | 0.872 | 0.121 | 0.0103 | 余量 |
实施例2
本实施例为高精度和高洁净度6063合金铝棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照6063合金铝棒成分要求，计算并称取所需重量的铝、硅和镁，具体为，铝12t、硅43kg、镁62kg，并将铝熔化成铝液；
(2)第一次合金化：将硅加入熔炼炉中，并向熔炼炉中加入铝液，加热至720℃，保温30min，保温的同时在铝液表面洒1kg打渣剂，保温结束后，扒除铝液表面的铝渣，得到合金铝液；
(3)第一次炉内精炼：第一次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氮气充入步骤(2)的合金铝液中，对合金铝液进行第一次炉内精炼，精炼时间为10min，精炼剂用量为9kg；
(4)第一次取样分析：第一次炉内精炼结束后，扒除步骤(3)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中硅元素进行取样分析，此时，如果硅含量不足，补充硅至合金铝液中硅含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(5)第二次合金化：调整步骤(4)的合金铝液温度至720℃，加入镁，并静置10min；
(6)第二次炉内精炼：第二次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氮气充入步骤(5)的合金铝液中，对合金铝液进行第二次炉内精炼，精炼时间为10min，精炼剂用量为6kg；
(7)第二次取样分析：第二次炉内精炼结束后，扒除步骤(6)的合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中镁元素进行取样分析，此时，如果镁含量不足，补充镁至合金铝液中镁含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(8)浇注系统预热：在合金铝液进行浇注之前，将浇注所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热，预热的温度为780℃；
(9)放流引铸：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，浇注要求的合金铝液温度为780℃，步骤(7)的合金铝液依次经过流槽、在线除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒；具体方法为：
(a)细化处理：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，合金铝液流入流槽，此时，同时用喂丝机把Al-5Ti-1B中间合金线以2.4m/min的速度导入流槽中对合金铝液进行在线细化处理；Al-5Ti-1B中间合金线的用量为合金铝液总重量的0.2％；
(b)在线除气：用在线除气设备对步骤(a)细化处理后的合金铝液进行在线除气，当合金铝液流经在线除气设备底部的流槽时，将合金铝液暂时截流，并启动在线除气设备；当在线除气设备运行正常且流槽中的合金铝液达到预定液位时继续放流；
(c)在线除渣：将步骤(b)在线除气后的合金铝液穿过30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板，对合金铝液进行除渣；30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板放置在过滤箱中，过滤箱和铸模之间的距离为1.5m；
(d)铸棒：将步骤(c)除渣后的合金铝液通过分流盘引入铸模，铸锭机以180mm/min的速度完成连续灌注并辅以电磁搅拌，冷却即得。
本实施例生产的6063合金铝棒的成分如表2所示。按照原料添加的实际重量，从理论上计算应该得到Al-0.51Mg-0.36Si合金，实际产品测试得到Al-0.485Mg-0.356Si合金，计算可得，Mg的实收率＝0.485/0.51＝95.1％；Si的实收率＝0.356/0.36＝98.9％，显示出很高的元素实收率。图4是6063合金铝棒的宏观形貌图，从图4可见，合金铝棒表面光滑，无毛刺、起泡、裂纹等缺陷，铸造质量优异。图5是6063合金铝棒腐蚀前的金相图，从图5可见，合金铝棒内部无气孔且氧化物杂质含量非常少。据GB3246.1-2012变形铝及铝合金制品第1部分和第2部分中显微组织检验方法及低倍组织检验方法统计，金相图1.5mm×1.0mm范围内长度50-60μm的杂质数量少于2颗，60-80μm的杂质数量少于1颗，低于行业标准，体现出很高的洁净度。图6是6063合金铝棒腐蚀后的金相图，从图6可见，α-Al晶粒尺寸细小，分四个方向采用截线法统计测量，平均粒径仅为71.26μm。
表2 6063合金铝棒化学成分(wt.％)
| 元素 | Si | Mg | Fe | Ti | Al |
| 成分 | 0.356 | 0.485 | 0.113 | 0.0105 | 余量 |
Claims (10)
1.一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取原料：按照合金铝棒成分要求，计算并称取所需重量的铝、镁和其它合金元素，并将铝熔化成铝液；所述的其它合金元素为铜、硅中至少一种；
(2)第一次合金化：将其它合金元素加入熔炼炉中，并向熔炼炉中加入铝液，加热至700-800℃，保温20-30min，保温的同时在铝液表面洒打渣剂，保温结束后，扒除铝液表面的铝渣，得到合金铝液；
(3)第一次炉内精炼：第一次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气或氮气充入步骤(2)的合金铝液中，对合金铝液进行第一次炉内精炼，精炼时间为10-30min；
(4)第一次取样分析：第一次炉内精炼结束后，扒除步骤(3)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中加入的其它合金元素进行取样分析，此时，如果加入的其它合金元素含量不足，补充对应的其它合金元素至合金铝液中其它合金元素含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(5)第二次合金化：调整步骤(4)的合金铝液温度至720-760℃，加入镁，并静置10-30min；
(6)第二次炉内精炼：第二次合金化结束后，利用精炼机将精炼剂随氩气或氮气充入步骤(5)的合金铝液中，对合金铝液进行第二次炉内精炼，精炼时间为10-30min；
(7)第二次取样分析：第二次炉内精炼结束后，扒除步骤(6)合金铝液表面的浮渣，对合金铝液中镁元素进行取样分析，此时，如果镁含量不足，补充镁至合金铝液中镁含量符合合金铝棒成分要求，同时进行电磁搅拌；
(8)浇注系统预热：在合金铝液进行浇注之前，将浇注所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热；
(9)放流引铸：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，步骤(7)的合金铝液依次经过流槽、在线除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒；具体方法为：
(a)细化处理：待步骤(7)合金铝液中的合金成分及温度达到浇注要求后，开始放流，合金铝液流入流槽，此时，同时用喂丝机把Al-Ti-B中间合金线导入流槽中对合金铝液进行在线细化处理；
(b)在线除气：用在线除气设备对步骤(a)细化处理后的合金铝液进行在线除气，当合金铝液流经在线除气设备底部的流槽时，将合金铝液暂时截流，并启动在线除气设备；当在线除气设备运行正常且流槽中的合金铝液达到预定液位时继续放流；
(c)在线除渣：将步骤(b)在线除气后的合金铝液穿过过滤板，对合金铝液进行除渣；
(d)铸棒：将步骤(c)除渣后的合金铝液通过分流盘引入铸模，连续灌注并辅以电磁搅拌，冷却即得。
2.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，所述的打渣剂用量为每12吨铝液加入1-2kg打渣剂。
3.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)和(6)两次加入精炼剂的总重量为每吨铝液加0.5-3kg精炼剂，其中，第一次炉内精炼时加入精炼剂的量为加入精炼剂总重量的60％，第二次炉内精炼时加入精炼剂的量为加入精炼剂的总重量的40％。
4.根据权利要求3所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(3)和(6)两次加入精炼剂的总重量为每吨铝液加0.5-2kg精炼剂。
5.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(8)中预热的温度为700-800℃。
6.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(9)中达到浇注要求的合金铝液温度为750-850℃。
7.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(a)细化处理中Al-Ti-B中间合金线的用量为合金铝液总重量的0.2％。
8.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(a)细化处理中Al-Ti-B中间合金线的导入速度为2.4m/min。
9.根据权利要求1所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(c)中过滤板放置在过滤箱内，过滤箱和铸模之间的距离为1.5m。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法，其特征在于，步骤(c)中的过滤板为30/50PPi双层泡沫陶瓷过滤板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610278518.0A CN105695779B (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610278518.0A CN105695779B (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105695779A CN105695779A (zh) | 2016-06-22 |
| CN105695779B true CN105695779B (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=56217942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610278518.0A Active CN105695779B (zh) | 2016-04-29 | 2016-04-29 | 一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105695779B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107523707A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-29 | 福建奋安铝业有限公司 | 铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺 |
| CN107815560A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-03-20 | 徐长勇 | 一种高质量合金铝棒制备工艺 |
| CN107723495A (zh) * | 2017-10-16 | 2018-02-23 | 福建奋安铝业有限公司 | 铝型材用熔铸铝棒制备方法 |
| CN109628774B (zh) * | 2018-12-28 | 2021-04-09 | 河南省圣昊新材料股份有限公司 | 中强度非时效铝合金电工用圆铝杆的生产方法 |
| CN111154989A (zh) * | 2020-01-10 | 2020-05-15 | 广西百矿润泰铝业有限公司 | 一种铝及铝熔体处理方法 |
| CN112143919B (zh) * | 2020-08-24 | 2022-02-18 | 新疆众和股份有限公司 | 一种阳极氧化用6系合金棒的生产工艺 |
| CN113355543A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-07 | 江苏奋杰有色金属制品有限公司 | 一种铝合金铸棒的生产工艺 |
| CN115058612A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-16 | 苏州铭恒金属材料科技有限公司 | 一种铝合金手机面板阳极黑线的生产方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1253593C (zh) * | 2002-10-11 | 2006-04-26 | 中国铝业股份有限公司 | 大直径铝合金圆铸锭的生产工艺 |
| KR101094144B1 (ko) * | 2009-09-21 | 2011-12-14 | 한국생산기술연구원 | 탈황제 및 그 제조 방법 |
| CN102925755B (zh) * | 2011-08-09 | 2015-06-10 | 佛山市鸿金源铝业制品有限公司 | 高铁定位器铝材的熔炼铸造方法 |
| CN103103370A (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 龙口市丛林铝材有限公司 | 用于刹车片铝合金型材生产工艺 |
| CN104805319B (zh) * | 2015-04-30 | 2017-01-18 | 广西南南铝加工有限公司 | 一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法 |
| CN105154697B (zh) * | 2015-09-29 | 2017-03-01 | 河北四通新型金属材料股份有限公司 | 一种中间合金线材的生产系统及其生产工艺 |
-
2016
- 2016-04-29 CN CN201610278518.0A patent/CN105695779B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105695779A (zh) | 2016-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105695779B (zh) | 一种高精度和高洁净度合金铝棒的制备方法 | |
| CN104805319B (zh) | 一种2xxx系超大规格铝合金圆锭的制造方法 | |
| CN109881058B (zh) | 一种Al-Zn-Cu-Mg大规格扁铸锭的制备方法 | |
| CN101624671B (zh) | 一种大直径7005铝合金圆铸锭及其制备方法 | |
| CN106282692B (zh) | 一种高弯曲性能的轨道车辆车体铝型材的制备方法 | |
| CN105200272A (zh) | 一种变形铝合金灯罩的挤压铸造方法 | |
| CN108300907A (zh) | 一种Al-Mn-Si-Mg合金材料及其制备方法 | |
| CN102114579B (zh) | 一种高强度铝合金焊丝及其制备方法 | |
| CN104818398A (zh) | 轮毂铝合金及其制备方法和铝合金轮毂 | |
| CN107447141A (zh) | 一种电子产品外壳用高强度铝合金及其制备方法 | |
| CN107779704A (zh) | 一种2系铝合金及其熔炼铸造方法 | |
| CN104611617B (zh) | 一种液态模锻Al-Cu-Zn铝合金及其制备方法 | |
| CN108220637A (zh) | 5a03铝合金铸锭生产方法及5a03铝合金铸锭和应用 | |
| CN107058772A (zh) | 6101铝合金圆锭的制造方法 | |
| CN107447134A (zh) | 一种高强度可阳极氧化压铸铝合金及其制备方法 | |
| CN112430767B (zh) | 一种大规格空心铸锭及铸锭方法 | |
| CN104532078A (zh) | 一种ahs铝合金及其铝合金挤压棒 | |
| CN108588514A (zh) | 一种高温轧制高镁铝合金杆的方法 | |
| CN106521265A (zh) | 5086铝合金扁锭的制造工艺 | |
| CN114438373A (zh) | 一种亮色可阳极氧化挤压铸造铝合及其制备方法 | |
| CN104372216A (zh) | 一种7a04铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金 | |
| CN106048335B (zh) | 航天大型厚铸件用铝合金材料及其制备方法 | |
| CN108300917A (zh) | 一种大型复杂汽车结构件专用压铸铝合金及其制备方法 | |
| CN110551928A (zh) | 一种5654铝合金焊丝线坯的生产方法 | |
| CN104372217B (zh) | 一种7050铝合金的热顶铸造工艺及其铝合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231214 Address after: 414000 No. 99 Zaozishan Road, Economic and Technological Development Zone, Yueyang City, Hunan Province Patentee after: Hunan Qianlong New Material Co.,Ltd. Address before: 476612 Industrial Cluster Zone, Gaozhuang Town, Yongcheng City, Shangqiu City, Henan Province Patentee before: YONGCHENG JINLIANXING ALUMINIUM ALLOY CO.,LTD. |