CN108085543B - 一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺。该焊接用铝镁系合金杆的Mg含量为4.0‑6.0wt％，退火包括如下步骤：(1)将焊接用铝镁系合金杆装入退火炉，然后在4‑6小时内将退火炉由室温升至530‑550℃，保温5小时；(2)步骤(1)保温完成后，在5‑6小时内将退火炉温度降至140‑160℃，保温3小时，保温完成后，将合金杆出炉，空冷。本发明退火工艺操作简单，设备要求不高，适用于工业批量化生产，生产成本低，效率高。

Description

一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺

技术领域

本发明属于铝合金加工领域，具体涉及一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺。

背景技术

近年来,我国重大民生装备一级国家高新工程武器装备对轻量化提出了迫切需求，如汽车、轨道车辆、舰船等，开始应用高强度铝合金及焊接技术，对高性能铝合金焊接材料需求量越来越大，铝镁合金焊丝在大型铝合金焊接结构件的焊接中应用日益广泛。随着焊接技术的发展，铝及铝合金焊接结构已广泛应用于民用及军工领域，如各种化工容器、交通工具、舰船、飞机、火箭、宇宙探测器等，以及高速列车、地铁列车、城市轻轨是国家重点投资扶持的产业。这些焊接结构的性能，在基材一定的情况下，主要取决于焊接工艺和焊丝的合金成分和性能。其中，焊丝是影响焊缝金属成分、组织、液-固相线温度、近缝区母材的热裂性、焊缝的耐腐蚀性及力学性能的重要因素。

铝合金焊丝的生产主要分为焊丝线坯(合金杆)的生产和线坯成品加工两大工序。其中铝合金焊丝线坯的生产工艺有半连续铸造-挤压法、连铸连轧法和水平连铸拉法三种。热处理工艺对于改善高强铝合金的力学性能、成形性能有很大的帮助，铝镁合金杆经退火处理后在拉丝过程中成形性好，不易拉断。

半连续铸造-挤压法：此法首先用铸造系统将合金液铸造成合金棒材，然后将棒材加热后挤压成为线坯，继而退火后利用拉拔设备将线坯加工成为一定尺寸的合金丝，最后进行表面处理和检验。

水平连铸拉法：此法采取水平铸拉的方法，直接将合金液铸拉成一定尺寸的合金杆，流程简单，设备投入少。但生产效率底下，产品尺寸参差严重，且产品含气含渣量无法进行控制。

连铸连轧法：此法在合金液配置完毕后经过精炼、在线除气及过滤等工序，可保证产品含气含渣量在较低水平，经过铸造后直接轧制成为合金杆。产品尺寸稳定，含气含渣量低，生产效率高，适用于大批量生产。

铝合金焊丝生产一般经历成分设计、合金熔铸、铸坯挤压、线材拉拔和表面处理等工艺流程。

现在大多数铝镁合金焊丝生产厂都是用购买的φ8-12mm铝镁合金杆拉拔生产焊丝。生产流程如下：φ8-12mm铝镁合金杆初次退火，多道次冷拉伸(含中间退火)至φ3.0mm，光亮退火，多道次冷拉伸(含特殊表面处理)φ1.6mm的焊丝，真空包装。

专利《铝镁合金线缆生产工艺》(CN201610054466.9)公开了一种铝镁合金线缆生产工艺，其包括以下步骤：(1)配料：按合金配比配料，其中铝95％～97％、镁0.5％～1.5％、铜3％～4.5％、铋0.01％～0.05％、锰0.01％～1％、锇0.3％～0.35％；(2)铝镁合金材料熔炼：在熔炼炉中分别投入铝、镁和铜，熔炼温度为950～1350℃；(3)铝镁合金材料除渣和精炼：待铝、镁以及铜开始熔化时投入精炼剂，搅拌合金液使其均匀，停止后捞出残渣；(4)检验和控温：取样检测化学成分，合格后，转炉流至保温炉合金液对流搅拌；(5)水平连铸：选择模具进行水平连铸；(6)拉拔：通过拔丝机对铝镁合金线缆进行拉拔，是的铝镁合金线缆的表面圆整无缺陷，镁合金线缆检测无肉眼可见气孔、裂纹，使铝镁合金线缆达到要求的成品线径；(7)清洗降温：将铝镁合金线缆通过冷却槽，用碱水对拉拔后的铝镁合金线缆进行清洗，然后烘干；(8)包覆：对烘干后的铝镁合金线缆的表面进行塑料包覆；(9)冷却：通过冷却槽对包覆后的铝镁合金线缆进行冷却；(10)检测：对包覆后的铝镁合金线缆进行塑料厚度检测；(11)耐压测试：对铝镁合金线缆进行耐压测试；(12)成品。此专利线坯的生产采用的是水平连铸法，生产效率较低。

专利《一种空调散热器铝箔的退火工艺》(CN201610669736.7)公开了一种空调散热器铝箔的退火工艺，该空调散热器铝箔的退火工艺具体步骤如下：S1：将需要退火的铝箔卷放入退火炉中，S2：启动退火炉对铝箔进行退火处理，S3：退火时鼓风处理，S4：降温处理，S5：铝箔的取出处理。本发明采用炉内降温的方式对铝箔进行退火处理，使得铝箔在退火完成后温度降低缓慢，避免温度骤降，给铝箔的质量带来了保障，提高铝箔的机械性能。此专利涉及空调散热器铝箔的退火工艺，但其属于箔材生产，产品不用于合金杆生产。

发明内容

为适应工业批量化生产，本发明提供一种适用于采用连铸连轧方法生产的焊接用铝镁系合金杆的退火工艺。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺，所述焊接用铝镁系合金杆的Mg含量为4.0-6.0wt％，包括如下步骤：

(1)将焊接用铝镁系合金杆装入退火炉，然后在4-6小时内将退火炉由室温升至530-550℃，保温5小时；

(2)步骤(1)保温完成后，在5-6小时内将退火炉温度降至140-160℃，保温3小时，保温完成后，将合金杆出炉，空冷。

优选地，按质量百分比计，-所述焊接用铝镁系合金杆由以下成分组成：Si ≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn 0.05-0.20％，Mg 4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti 0.06-0.20％，Cr0.05-0.20％，Na≤0.0010％，其它杂质元素单个≤0.05％，其它杂质元素合计≤0.15％，余量为Al。

优选地，所述焊接用铝镁系合金杆的直径为8-12mm，采用连铸连轧法生产得到。

优选地，所述焊接用铝镁系合金杆退火前：拉强度260-340MPa，伸长率≥14％，退火后：抗拉强度270-300MPa，伸长率≥20％。

优选地，所述焊接用铝镁系合金杆退火前：拉强度320-340MPa，伸长率14-17％，退火后：抗拉强度270-290MPa，伸长率22-24％。

优选地，所述退火炉炉内的温度差不大于10℃。

本发明的退火操作简单，设备要求不高，适用于工业批量化生产，生产成本低，效率高。

具体实施方式

以下结合优选实施例对本发明做进一步详细说明。

采用常规的连铸连轧方法生产直径在8-12mm范围内的焊接用铝镁系合金杆退火，合金杆成分配比(质量百分比)：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn 0.05-0.20％，Mg4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti 0.06-0.20％，Cr0.05-0.20％，Na≤0.0010％，其它杂质元素单个≤0.05％，其它杂质元素合计≤0.15％，余量为Al，抗拉强度260-340MPa，伸长率≥14％。

退火炉需配有风扇等均匀温度的设施，保证整个炉膛内温度偏差不超过10℃，否则影响退火后产品性能一致性。

将采用连铸连轧方法生产的6个批号合计约12吨直径9.5mm焊接用铝镁系合金杆同时冷炉装料后，利用5小时将退火炉内温度由室温升高至550℃，温度达到设定值后保温5小时，保温后利用6小时将退火炉内温度降至150℃保温3小时，随后将合金杆出炉空冷。退火前后合金杆物理性能指标见下表。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种焊接用铝镁系合金杆的退火工艺，按质量百分比计，所述焊接用铝镁系合金杆由以下成分组成：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn0.05-0.20％，Mg4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti0.06-0.20％，Cr0.05-0.20％，Na≤0.0010％，其它杂质元素单个≤0.05％，其它杂质元素合计≤0.15％，余量为Al；所述焊接用铝镁系合金杆的直径为8-12mm，采用连铸连轧法生产得到，包括如下步骤：

(1)将焊接用铝镁系合金杆装入退火炉，然后在4-6小时内将退火炉由室温升至530-550℃，保温5小时；

(2)步骤(1)保温完成后，在5-6小时内将退火炉温度降至140-160℃，保温3小时，保温完成后，将合金杆出炉，空冷。

2.根据权利要求1所述的退火工艺，其特征在于：所述焊接用铝镁系合金杆退火前：拉伸强度260-340MPa，伸长率≥14％，退火后：抗拉强度270-300MPa，伸长率≥20％。

3.根据权利要求2所述的退火工艺，其特征在于：所述焊接用铝镁系合金杆退火前：拉伸强度320-340MPa，伸长率14-17％，退火后：抗拉强度270-290MPa，伸长率22-24％。

4.根据权利要求1所述的退火工艺，其特征在于：所述退火炉炉内的温度差不大于10℃。