CN107523707A - 铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺 - Google Patents

铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，包括以下工序：称取原料：按照铝型材铝棒的成分要求，计算并称取所需重量的合金元素；熔炼原料：将称取的合金元素加入熔炼炉中，得到合金铝液；精炼：利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入合金铝液中，对合金铝液进行炉内精炼；取样分析：精炼结束后，对合金铝液中加入的其它合金元素进行取样分析，若合金元素含量不符合要求，重复精炼、取样分析的步骤，直至精炼达到设定的要求；熔铸：熔铸过程中用除气装置进行实时除气，用陶瓷片过滤；挤压：将熔铸的铝棒送入挤压机中，铝棒经挤压机挤压形成铝型材。

Description

铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺
技术领域
[0001] 本发明属于铝型材加工技术领域，尤其是指一种熔炼工艺，具体是指一种铝型材 用的熔铸铝棒熔炼工艺。
背景技术
[0002] 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、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求曰 益增多，使铝合金的焊接性研宄也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
[0003]铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具 有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。一些铝合金可以采 用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属AI — Cu — Mg系，一般含 有少量的Mn，可热处理强化•其特点是硬度大，但塑性较差。超硬铝属A1— Cu—Mg—Zn系，可 热处理强化，是室温下强度最高的铝合金，但耐腐蚀性差，高温软化快。锻铝合金主要是 A1—Zn—Mg—Si系合金，虽然加入元素种类多，但是含量少，因而具有优良的热塑性，适宜 锻造，故又称锻造铝合金。
[0004]现有技术中铝合金熔炼、铸造质量较低，产品质量和生产效率得不到保证。
发明内容
[0005]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，设计了一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼 工艺。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现： 一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，包括以下工序： 工序a、称取原料:按照铝型材铝棒的成分要求，计算并称取所需重量的合金元素，合金 元素中所需的铝、铜、镁、锌、硅以纯金属形式加入，铬以铝-铬中间合金形式加入； 工序b、熔炼原料:将工序a中称取的合金元素加入熔炼炉中，加热至700-800 °C，并进行 搅拌，熔炼时间30-40min，熔炼的同时在铝液表面洒打渣剂，熔炼结束后，机除铝液表面的 招瘡，得到合金错液； 工序c、精炼:利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入工序b中的合金铝液中，对合金铝液 进行炉内精炼，精炼时间为20-40min; _工序d_、取样分析:精炼结束后，扒除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； 工序e、若工序d中取样分析后，合金元素含量不符合要求，重复工序c的步骤，然后再重 复工序d的步骤，直至精炼达到设定的要求，再进行下一道工序； 工序f、熔铸:熔铸温度控制在740-760°C，熔铸过程中用除气装置进行实时除气，用陶 瓷片过滤，熔铸过程中平衡铸锭中的温度场，使之在铸锭对应位置处的侧面和宽面的的温 度分布尽可能均匀，在熔铸过程中确保均匀分配液流，保证宽面两侧水冷均匀； 工序g、挤压:将工序f中熔铸的铝棒送入挤压机中，铝棒的温度控制为440-480°C，挤压 机中的铝型材挤压模具的温度控制为420-450°C，铝棒经挤压机挤压形成铝型材，铝型材的 出料温度控制在470°C以上。
[0007]在所述工序a中，采用将质量分数为80%的铝锭和余量的边角料(铝棒经挤压机挤 压后所剩下的边角料)置于溶炼炉中溶炼铝液。
[0008]在所述工序b中，用电磁搅拌装置反复搅动，使原料完全熔化。
[0009] 在所述工序c中，惰性气体为氩气或氮气。
[0010]在所述工序f中，在合金铝液进行熔铸之前，将熔铸所用的流槽、分流盘和过滤板 进行预热。
[0011]在所述工序f中，合金铝液中的合金成分及温度达到熔铸要求后，开始放流，合金 铝液依次经过流槽、除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒。
[0012]在工序g完成之后，需要将挤压成型的铝型材进行机械抛光、出光、除油、除蜡、阳 极氧化工序。
[0013]出光是使用硝酸溶液在室温条件下浸泡经机械抛光的铝型材2rnin;除油是在常温 下，在除油槽中采用脱脂剂对错型材进行除油处理，处理时间为2min;除蜡是在60-65°C条 件下，采用除蜡剂溶液对铝型材进行除蜡处理，处理时间为5min;阳极氧化是使用硫酸溶 液，在常温下，对铝型材进行阳极氧化处理。
[0014]与现有的技术相比，本发明的有益效果是:本发明合金元素精度高:本发明严格控 制合金化温度，并采用合理的原料添加顺序，有效保障了合金铝液成分的精度，原料烧损 少;本发明中铝棒含渣量低: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;本发明中铝棒吸气少:本发明先后采用多次精炼、多次取样分析工序，并采用除 气操作，有效降低了合金铝液中的气体含量，使铝棒中气孔率显著下降;本发明中杂质元素 含量控制好:采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 效降低了杂质铁元素含量，另一方面保证了搅拌的均匀性。
具体实施方式
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0016] —种铝型材用的熔铸铝棒溶炼工艺，包括以下工序： 一工序a、称取原料:按照铝型材铝棒的成分要求，计算并称取所需重量的合金元素，合金 元素中所需的错、铜、镁、锌、娃以纯金属形式加入，铬以铝-络中间合金形式加入； 工序b、熔炼原料:将工序a中称取的合金元素加入熔炼炉中，加热至7〇〇_8〇〇»c，并进行 搅拌，熔炼时间30-40min，熔炼的同时在铝液表面洒打渣剂，熔炼结束后，扒除铝液表面的 铝渣，得到合金铝液； 一工序c、精炼:利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入工序b中的合金铝液中，对合金铝液 进行炉内精炼，精炼时间为20-40min; 工序d、取样分析:精炼结束后，机除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； 工序e、若工序d中取样分析后，合金元素含量不符合要求，重复工序c的步骤，然后再重 复工序d的步骤，直至精炼达到设定的要求，再进行下一道工序； 工序f、熔铸:熔铸温度控制在740-76〇°C，熔铸过程中用除气装置进行实时除气，用陶 瓷片过滤，熔铸过程中平衡铸锭中的温度场，使之在铸锭对应位置处的侧面和宽面的的温 度分布尽可能均匀，在熔铸过程中确保均匀分配液流，保证宽面两侧水冷均匀； 工序g、挤压:将工序f中熔铸的铝棒送入挤压机中，铝棒的温度控制为440-480r，挤压 机中的铝型材挤压模具的温度控制为420-45(TC，铝棒经挤压机挤压形成铝型材，铝型材的 出料温度控制在470°C以上。
[0017]在所述工序a中，采用将质量分数为80%的铝锭和余量的边角料(铝棒经挤压机挤 压后所剩下的边角料)置于熔炼炉中熔炼铝液。
[001S]在所述工序b中，用电磁搅拌装置反复搅动，使原料完全熔化。
[0019]在所述工序c中，惰性气体为氩气或氮气。
[0020]在所述工序f中，在合金铝液进行熔铸之前，将熔铸所用的流槽、分流盘和过滤板 进行预热。
[0021]在所述工序f中，合金铝液中的合金成分及温度达到熔铸要求后，开始放流，合金 铝液依次经过流槽、除气设备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒。
[0022]在工序g完成之后，需要将挤压成型的铝型材进行机械抛光、出光、除油、除蜡、阳 极氧化工序。
[0023]出光是使用硝酸溶液在室温条件下浸泡经机械抛光的铝型材2min;除油是在常温 下，在除油槽中采用脱脂剂对铝型材进行除油处理，处理时间为2min;除蜡是在60-65。(：条 件下，采用除蜡剂溶液对铝型材进行除蜡处理，处理时间为5min;阳极氧化是使用硫酸溶 液，在常温下，对铝型材进行阳极氧化处理。
[0024] 1、本发明合金元素精度高:本发明严格控制合金化温度，并采用合理的原料添加 ^序，有效保障了合金铝液成分的精度，原料烧损少;2、本发明中铝棒含渣量低: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、本发明中铝棒吸气少： 本发明先后采用多次精炼、多次取样分析工序，并采用除气操作，有效降低了合金铝液中的 气体含量，使铝棒中气孔率显著下降;4、本发明中杂质元素含量控制好:采用电磁搅拌代替 了传统的铁质工具搅拌，一方面避免了铁质工具的影响，有效降低了杂质铁元素含量，另一 方面保证了搅拌的均匀性。
[0025]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1. 一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于，包括以下工序： _工序a、称取原料:按照铝型材铝棒的成分要求，计算并称取所需重量的合金元素，合金 元素中所需的铝、铜、镁、锌、硅以纯金属形式加入，铬以铝-铬中间合金形式加入； 工序b、熔炼原料:将工序a中称取的合金元素加入熔炼炉中，加热至700-80(TC，并进行 搅拌，熔炼时间3〇-40min，熔炼的同时在铝液表面洒打渣剂，熔炼结束后，扒除铝液表面的 铝渣，得到合金铝液； 工序c、精炼:利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入工序b中的合金铝液中，对合金铝液 进行炉内精炼，精炼时间为20-40min; +工序d、取样分析:精炼结束后，扒除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； 工序e、若工序d中取样分析后，合金元素含量不符合要求，重复工序c的步骤，然后再重 复工序d的步骤，直至精炼达到设定的要求，再进行下一道工序； 工序f、熔铸:熔铸温度控制在740-760°C，熔铸过程中用除气装置进行实时除气，用陶 瓷片过滤，熔铸过程中平衡铸锭中的温度场，使之在铸锭对应位置处的侧面和宽面的的温 度分布尽可能均匀，在熔铸过程中确保均匀分配液流，保证宽面两侧水冷均匀； 工序g、挤压:将工序f中熔铸的铝棒送入挤压机中，铝棒的温度控制为440-480°C，挤压 机中的铝型材挤压模具的温度控制为420-450 °C，铝棒经挤压机挤压形成铝型材，铝型材的 出料温度控制在470°C以上。
2.根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在所述工序a中， 采用将质量分数为80%的铝徒和余量的边角料置于溶炼炉中恪炼招液。
3.根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在所述工序b中， 用电磁搅拌装置反复搅动，使原料完全熔化。
4.根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在所述工序c中， 惰性气体为氩气或氮气。
5. 根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在所述工序f中， 在合金铝液进行熔铸之前，将熔铸所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热。
6. 根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在所述工序f中， 合金铝液中的合金成分及温度达到熔铸要求后，开始放流，合金铝液依次经过流槽、除气设 备、过滤板、分流盘和铸模，得到合金铝棒。
7. 根据权利要求1所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于:在工序g完成之 后，需要将挤压成型的铝型材进行机械抛光、出光、除油、除蜡、阳极氧化工序。
8. 根据权利要求7所述的铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺，其特征在于：出光是使用硝酸 溶液在室温条件下浸泡经机械抛光的铝型材2min;除油是在常温下，在除油槽中采用脱脂 剂对铝型材进行除油处理，处理时间为2min;除蜡是在60-65°C条件下，采用除蜡剂溶液对 铝型材进行除蜡处理，处理时间为5min;阳极氧化是使用硫酸溶液，在常温下，对铝型材进 行阳极氧化处理。
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