CN108246993A - 一种铝合金半固态铸轧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝合金半固态铸轧方法，是针对铝合金液态铸造存在的弊端，采用熔炼、弯曲浇道输送、保温坩埚保温、辊轧，制成铝合金矩形板状铸件，此制备方法工艺先进，加工流程短，工序连续衔接，技术参数精确翔实，制备的铝合金矩形板材铸件强度好、铸轧态的铝合金板硬度为硬度90HV、抗拉强度为200Mpa、延伸率9％，是先进的铝合金半固态铸轧方法。

Description

一种铝合金半固态铸轧方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金半固态铸轧方法，属于有色金属材料成型加工及应用的技术领域。
背景技术
铝合金是有色金属合金材料，具有较低的密度，较好的强度和塑形，广泛应用与机械制造、电子工业、航空航天等领域，随着交通运输业和航空航天领域的迅猛发展，对重量轻、强塑性好的材料需求量增加，使铝合金材料有了更为广泛的前景。
铝合金材料的加工方式主要有重力铸造、压铸、连铸、双辊铸轧等，双辊铸轧是一种短流程的近净成型工艺，具有生产周期短、效率高的特点。
铝合金双辊铸轧工艺分为液态铸轧和半固态铸轧，液态铝合金铸轧成型研究较多，是将铝合金熔体浇注到铸轧辊中，利用铸轧辊边凝固边轧制，得到铝合金板坯，半固态铝合金铸轧工艺还处于科学研究中。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，提供一种铝合金半固态铸轧方法，通过合金熔炼、半固态浆体制备、铸轧成型，制成高性能铝合金板坯，以提高铝合金铸件的质量和生产效率。
技术方案
轧制方法如下：
(1)铝合金半固态铸轧使用材料为：铝合金、无水乙醇，其准备用料如下：以克、毫升为计量单位
铝合金：2000g±0.01g
无水乙醇：C2H5OH、2000mL±10mL
(2)铝合金切块
将铝合金置于钢质平板上，用机械切制成块状，块状尺寸≦50mm×60mm×70mm；
(3)熔炼、浇注、轧制
铝合金半固态熔炼、半固态浇注、轧制是在熔炼铸轧机上进行的；
①将铝合金块加入熔炼铸轧机的熔炼坩埚内，开启熔炼坩埚加热器，加热温度720℃±2℃，加热熔炼15min，成铝合金熔液；
②熔炼后，将铝合金熔液经弯曲浇道注入保温坩埚，保温15min后铝合金液成半固态状；
③半固态状铝合金液注入侧封板内待轧；
④半固态铝合金液进入铸轧机的左轧辊和右轧辊之间进行轧制，左轧辊的转动方向为顺时针转动，右轧辊的转动方向为逆时针转动，轧制后成矩形铸件；
⑤冷却，轧制后的矩形铸件由两侧的冷却水管喷雾冷却；
冷却后，即为铝合金矩形板状铸件；
(4)修整、清洗
将轧制后的铝合金矩形板状铸件置于钢质平板上，用400目砂纸打磨正反面及周边，使其光整；
然后用无水乙醇清洗铸件正反表面及周边，使其洁净，清洗后晾干；
(5)检测、分析、表征
对制备的铝合金矩形铸件进行检测、分析、表征；
用金相显微镜进行微观组织分析；
用X射线衍射仪进行铝合金铸轧件物相分析；
结论：铸轧后的铝合金板为矩形板材，铸轧态的铝合金板硬度90HV、抗拉强度为200Mpa、延伸率9％；
(6)包装、储存
制备的铝合金矩形铸件用软质材料包装，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对温度10％。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对铝合金液态铸造存在的弊端，采用熔炼、弯曲浇道输送、保温坩埚保温、轧制机凝固轧制成型，制成铝合金矩形铸轧板材，此制备方法工艺先进、工序连续衔接、技术参数精确翔实，制备的铝合金矩形板状铸件强度好、硬度90HV、抗拉强度为200Mpa、延伸率9％，是先进的铝合金半固态铸轧方法。
附图说明
图1，铝合金熔炼、半固态铸轧状态示意图
图2，弯曲浇道管结构图
图3，铝合金铸轧件横切面金相组织形貌图
图4，为铝合金铸轧件x射线衍射强度图谱
图中的示，附图标记清单如下：
1、熔炼铸造轧制机，2、熔炼坩埚，3、弯曲浇道管，4、保温坩埚，5、输液管，6、侧封板，7、左轧辊，8、右轧辊，9、铝合金板状铸件，10、液压装置，11、第一冷却喷管，12、第二冷却喷管，13、弯曲浇道，14、铝合金液，15、坩埚加热器，16、通气管，17、电控箱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明
图1所示，为铝合金熔炼、半固态铸轧状态图，各部位置、连接关系要正确、安装牢固，按序操作。
熔炼铸造轧制机为立式，熔炼铸造轧制机1的上部为熔炼坩埚2，熔炼坩埚2内为铝合金液14，熔炼坩埚壁上设有坩埚加热器15，熔炼坩埚2内中间位置为通气管16，熔炼坩埚2下部连接弯曲浇道管3，弯曲浇道管3内设有弯曲浇道13；弯曲浇道管3下部连接保温坩埚4，保温坩埚4下部连接侧封板6；侧封板6左部设有左轧辊7、右部设有右轧辊8；熔炼铸造轧制机1右部设有液压装置10、左部设有电控箱17；熔炼铸造轧制机1下部分左右设有第一冷却喷管11、第二冷却喷管12；铝合金液14熔炼后进入弯曲浇道管3内的弯曲浇道13，然后进入保温坩埚4内，通过输液管5进入侧封板6内，侧封板6内的铝合金液14呈半固态状，半固态状铝合金液14出液后进入左轧辊7、右轧辊8之间，进行挤压轧制，轧制后成铝合金板状铸件9，在轧制过程中由第一冷却喷管11、第二冷却喷管12对铝合金板状铸件9进行冷却，即完成了铝合金熔炼、半固态凝固、轧制、冷却、成型的全过程。
图2所示，为弯曲浇道管结构图；弯曲浇道管呈矩形，内部为弯曲浇道13。
图3所示，为铝合金铸轧件横切面金相组织相貌图：金相组织为细小等轴晶组织，不存在铸态枝晶组织，其中白色区域为细小的α-Al基体组织，晶界区域黑色连续网状组织为Al-Si共晶组织。
图4所示，为铝合金铸轧件x射线衍射强度图谱，纵坐标为衍射强度，横坐标为衍射角2θ，最高峰和高峰均为铝相，低的衍射峰均为硅相。

Claims (3)

1.一种铝合金半固态铸轧方法，其特征在于：
轧制方法如下：
(1)铝合金半固态铸轧使用材料为：铝合金、无水乙醇，其准备用料如下：以克、毫升为计量单位
铝合金：2000g±0.01g
无水乙醇：C2H5OH、2000mL±10mL
(2)铝合金切块
将铝合金置于钢质平板上，用机械切制成块状，块状尺寸≦50mm×60mm×70mm；
(3)熔炼、浇注、轧制
铝合金半固态熔炼、半固态浇注、轧制是在熔炼铸轧机上进行的；
①将铝合金块加入熔炼铸轧机的熔炼坩埚内，开启熔炼坩埚加热器，加热温度720℃±2℃，加热熔炼15min，成铝合金熔液；
②熔炼后，将铝合金熔液经弯曲浇道注入保温坩埚，保温15min后铝合金液成半固态状；
③固态状铝合金液注入侧封板内待轧；
④半固态铝合金液进入铸轧机的左轧辊和右轧辊之间进行轧制，左轧辊的转动方向为顺时针转动，右轧辊的转动方向为逆时针转动，轧制后成矩形铸件；
⑤冷却，轧制后的矩形铸件由两侧的冷却水管喷雾冷却；
冷却后，即为铝合金矩形板状铸件；
(4)修整、清洗
将轧制后的铝合金矩形板状铸件置于钢质平板上，用400目砂纸打磨正反面及周边，使其光整；
然后用无水乙醇清洗铸件正反表面及周边，使其洁净，清洗后晾干；
(5)检测、分析、表征
对制备的铝合金矩形铸件进行检测、分析、表征；
用金相显微镜进行微观组织分析；
用X射线衍射仪进行铝合金铸轧件物相分析；
结论：铸轧后的铝合金板为矩形板材，铸轧态的铝合金板硬度90HV、抗拉强度为200Mpa、延伸率9％；
(6)包装、储存
制备的铝合金矩形铸件用软质材料包装，要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀，储存温度20℃，相对温度10％。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金半固态铸轧方法，其特征在于：
熔炼铸造轧制机为立式，熔炼铸造轧制机(1)的上部为熔炼坩埚(2)，熔炼坩埚(2)内为铝合金液(14)，熔炼坩埚壁上设有坩埚加热器(15)，熔炼坩埚(2)内中间位置为通气管(16)，熔炼坩埚(2)下部连接弯曲浇道管(3)，弯曲浇道管(3)内设有弯曲浇道(13)；弯曲浇道管(3)下部连接保温坩埚(4)，保温坩埚(4)下部连接侧封板(6)；侧封板(6)左部设有左轧辊(7)、右部设有右轧辊(8)；熔炼铸造轧制机(1)右部设有液压装置(10)、左部设有电控箱(17)；熔炼铸造轧制机(1)下部分左右设有第一冷却喷管(11)、第二冷却喷管(12)；铝合金液(14)熔炼后进入弯曲浇道管(3)内的弯曲浇道(13)，然后进入保温坩埚(4)内，通过输液管(5)进入侧封板(6)内，侧封板(6)内的铝合金液(14)呈半固态状，半固态状铝合金液(14)出液后进入左轧辊(7)、右轧辊(8)之间，进行挤压轧制，轧制后成铝合金板状铸件(9)，在轧制过程中由第一冷却喷管(11)、第二冷却喷管(12)对铝合金板状铸件(9)进行冷却，即完成了铝合金熔炼、半固态凝固、轧制、冷却、成型的全过程。
3.根据权利要求1所述的一种铝合金半固态铸轧方法，其特征在于：铝合金铸轧件金相组织为细小等轴晶组织，不存在铸态枝晶组织，其中白色区域为细小的α-Al基体组织，晶界区域黑色连续网状组织为Al-Si共晶组织。
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