CN106521265A - 5086铝合金扁锭的制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5086铝合金扁锭的制造工艺，涉及铝合金熔铸工艺，该方法包括准备原材料；熔炼时熔体温度为700‑750℃，转炉温度为730±5℃，精炼温度为710‑740℃，精炼气体为N2‑Cl2‑CO混合气体；精炼后静置20min‑30min，采用SNIF法对熔体进行在线除气，氩气压力为0.35MPa，纯度在99.99％以上；将铝合金液放流到分配流槽，导入大规格全铝自动油润滑结晶器进行铸造，铸造温度为695‑700℃，本发明为生产高性能的铝轧制产品提供高质量铝合金扁锭，从而解决现有5086铝合金板材轧制存在生产效率低和成品率低的问题。

Description

5086铝合金扁锭的制造工艺
技术领域
本发明涉及铝合金制造技术领域，尤其是5086铝合金扁锭的制造工艺。
背景技术
5086铝合金是高镁合金，在不可热处理合金中强度良好，耐蚀性、可切削性良好。阳极化处理后表面美观。电弧焊性能良好。5086合金中的主要合金元素为镁，具有良好的抗蚀性与可焊接性能，以及中等强度。优良的抗腐蚀性能使5086合金广泛用于海事用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器（如液体罐车、冷藏车、冷藏集装箱）、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等。5086轧制产品是一种技术含量高，生产难度大，附加值较高的产品，是一种高端铝合金产品，目前国内该类板材需要大量从国外进口，其中主要原因是5086铝合金板是用5086大规格扁锭轧制而成，扁锭品质好坏直接影响着板带铝箔产品的质量。多年以来受设备装备及熔炼及铸造工艺水平的限制，国内铝行业一直难以生产出大规格高质量的轧制用铝合金扁锭，这对最终生产高性能的铝轧制产品造成严重制约。
针对上述情况，本发明开发出一种5086铝合金扁锭的生产工艺，采用该方法所生产的铝合金扁锭晶粒度好、夹渣量少，疏松度少，表面光滑、无偏析瘤，成材率高，完全达到了轧制用铝合金扁锭的质量要求，从而为生产高性能的铝轧制产品提供高质量铝合金扁锭，促进5086轧制产品的国产化。
发明内容
本发明的目的是提供一种5086铝合金扁锭的制造工艺，为生产高性能的铝轧制产品提供高质量铝合金扁锭，从而可以解决现有5086铝合金板材轧制存在生产效率低和成品率低的问题，促进5086轧制产品的国产化。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、配料：采用99.7%纯铝锭、无钠合金添加剂和同牌号铝合金废料作为原材料进行配料，所述无钠合金添加剂包括铁剂、锰剂、速熔硅、铬剂、镁锭，所述废料占原辅材料总量比例为30%-50%。
B、熔炼：将配料投入熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量。
C、转保温炉精炼：预精炼完成后静置20min取样分析，待成分合适且温度达到720℃时转入保温炉后进行精炼，精炼后静置20min-30min。
D、在线处理：使用SNIF法进行在线除气，氩气压力为0.35MPa，纯度在99.99％以上，转子转速为400～600r/min；使用40/60ppi配置的陶瓷过滤板进行在线除渣。
E、铸造：将步骤D得到的熔体放流到分配流槽，导入大规格全铝自动油润滑结晶器进行铸造。
上述5086铝合金扁锭的制造方法的技术方案中，更具体的技术方案是：原材料按如下质量分数进行配料：Si：＜0.25％，Fe：＜0.35％，Cu：＜0.10％，Mn：0.20%-0.70％，Mg：3.5%-4.5％，Cr：0.05-0.25％，Na≤0.0005％，Zn：＜0.25％，Ti：＜0.15％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al。
进一步地，步骤B的熔炼过程严格控制熔炼温度为710~740℃，对熔体进行电磁搅拌的时间为30min。
进一步地，步骤C中精炼工艺参数控制如下：精炼温度为700℃-730℃，精炼时间为30min-40min，精炼气体为N2-Cl2-CO混合气体，N2-Cl2-CO混合比为8:1:1。
进一步地，步骤E 中铸造工艺参数如下：铝液温度：710℃，铸造温度：700℃，铸造起始速度：35mm·min-1，铸造正常速度：70 mm·min-1，铸造起始水量：90/m3·h，铸造正常水量：350/ m3·h，冷却水温：22℃。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、废料比例为30-50%，此范围的确定，一方面考虑降低生产成本，减少原铝锭的使用，一方面考虑晶粒细化作用。
2、精炼时间及精炼气体种类比例，可降低炉内氢含量及非金属夹渣、碱金属含量，提高熔体质量。
3、优化了铸造速度、冷却水量、铸造温度，避免了铸造裂纹、羽毛晶和偏析瘤的产生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1
一种5086铝合金扁锭的制造工艺，包括以下步骤：
配料：采用99.7%纯铝锭、无钠合金添加剂和同牌号铝合金废料作为原材料进行配料，所述无钠合金添加剂包括铁剂、锰剂、速熔硅、铬剂、镁锭，所述废料占原辅材料总量比例为40%。配料化学成分质量分数如下：Si：＜0.25％，Fe：＜0.35％，Cu：＜0.10％，Mn：＜0.5％，Mg： 4.1％，Cr： 0.15％，Na≤0.0005％，Zn：0.25％，Ti：0.15％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al。
熔炼：熔化过程中严格控制熔化温度为730℃。待铝液全部熔化后，启动电磁搅拌器搅拌30 min，确保合金熔体成分和温度均匀性；铝液温度升至725℃以上时，进行人工搅拌， 搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中渣含量、氢含量和碱金属含量。预精炼完成后静置20min取样分析，待成分合适且温度达到730℃时转入保温炉后进行精炼，精炼温度为720℃，精炼时间为35min，精炼气体为N2-Cl2-CO混合气体，N2-Cl2-CO混合比为8:1:1；精炼后静置25min，保温炉控制温度715℃。
在线处理：使用SNIF法进行在线除气，氩气压力为0.35MPa，纯度在99.99％以上，转子转速为500r/min；使用40/60ppi配置的陶瓷过滤板进行在线除渣。
铸造：将熔体放流到分配流槽，导入大规格全铝自动油润滑结晶器进行铸造，具体铸造工艺参数如下：铝液温度：710℃，铸造温度： 700℃，铸造起始速度35mm·min-1，铸造正常速度：70 mm·min-1，铸造起始水量：90/m3·h，铸造正常水量：350/ m3·h，冷却水温：22℃。
在成品上任取一试片进行低倍、高倍组织、表面质量检测，检测结果如下：
低倍组织：在低倍试片上没有发现非金属夹渣、裂纹、羽毛晶等缺陷，铸锭晶粒度小于一级。
高倍组织：在高倍照片中未见晶间疏松缺陷，铸锭内部疏松缺陷小于一级。
表面质量检测：表面光亮，无裂纹、无偏析瘤。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但是本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：
A、配料：采用99.7%纯铝锭、无钠合金添加剂和同牌号铝合金的废料作为原材料进行配料，所述无钠合金添加剂包括铁剂、锰剂、速熔硅、铬剂和镁锭，所述废料占原材料总重量比例为30%-50%；
B、熔炼：将配料投入熔炼炉中进行熔炼，并对熔体采用电磁搅拌器进行搅拌，确保合金熔体成分和温度均匀性，搅拌均匀后用四氯化碳对熔体进行预精炼，降低熔体中非金属渣含量、氢含量和碱金属含量；
C、转保温炉精炼：预精炼完成后静置20min取样分析，待成分合适且温度达到720℃时转入保温炉后进行精炼，精炼后静置20min-30min；
D、在线处理：使用SNIF法对熔体进行在线除气，氩气压力为0.35MPa，纯度在99.99％以上，转子转速为400-600r/min，使用40/60ppi配置的陶瓷过滤板进行在线除渣；
E、铸造：将步骤D得到的熔体放流到分配流槽，导入大规格全铝自动油润滑结晶器进行铸造。
2.根据权利要求1所述的5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于：原材料按如下质量分数进行配料：Si：＜0.25％，Fe：＜0.35％，Cu：＜0.10％，Mn：0.20%-0.70％，Mg：3.5%-4.5％，Cr：0.05-0.25％，Na≤0.0005％，Zn：＜0.25％，Ti：＜0.15％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al。
3.根据权利要求1所述的5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于：步骤B的熔炼过程控制熔炼温度为710-740℃，对熔体进行电磁搅拌的时间为30min。
4.根据权利要求1所述的5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于：步骤C中精炼工艺参数控制如下：精炼温度为700℃-730℃，精炼时间为30-40min，精炼气体为N2-Cl2-CO混合气体，N2-Cl2-CO混合比为8:1:1。
5.根据权利要求1所述的5086铝合金扁锭的制造工艺，其特征在于：步骤E 中铸造工艺参数如下：铝液温度：710℃，铸造温度：700℃，铸造起始速度：35mm·min-1，铸造正常速度：70 mm·min-1，铸造起始水量：90/m3·h，铸造正常水量：350/ m3·h，冷却水温：22℃。
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