CN108588514A - 一种高温轧制高镁铝合金杆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高温轧制高镁铝合金杆的方法，所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn≤0.20％，Mg 4.0‑6.0％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％，Cr≤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；包括控制合金液温度在720‑760℃进行精炼；扒渣静置，合金液成分满足要求、温度720‑760℃进行浇铸；开炉眼后在线进行除气除渣，然后浇铸成锭坯，浇铸温度680‑710℃；出锭后通过感应加热将锭坯加热到480℃以上，进入12道次轧制，即得到高铝镁合金杆。本发明方法适用于工业批量化生产。

Description

一种高温轧制高镁铝合金杆的方法
技术领域
本发明属于铝合金加工领域，具体涉及一种高温轧制高镁铝合金杆的方法。
背景技术
Al-Mg合金是铝合金中非常重要的结构材料，以其优良的耐蚀性能、焊接性能以及中等的力学性能而广泛应用用于航空、航天、船舶等领域。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支持扶持的产业。高镁铝合金，如5356铝合金具有中等强度，耐蚀性、加工性能与焊接性能好；同时，是铝合金中密度最小、耐腐蚀性最高的。由于该合金与大部分铝基合金的兼容性良好，有好的强度和输送性能，是一种通用的铝基填充材料，因此常用于生产铝合金焊丝。由于铝镁合金塑性较低，尤其是含镁量较高的铝镁合金，对应力-应变状态敏感，在拉伸应力和拉伸变形条件下，塑性降低，变形困难。
铝合金焊丝的生产主要分为线坯(合金杆)生产和线坯成品加工两大工序。线坯(合金杆)生产方法有半连续铸造-挤压法、连铸连轧法和三种。目前，由于铝镁合金焊丝线坯(合金杆)的生产比较困难，国内一般采用水平连铸拉法生产。
专利《一种用于铝合金车体气保焊的铝-镁合金焊丝及其制备方法》(CN103451496 A)公开了一种用于铝合金车体气保焊的铝-镁合金焊丝及其制备方法，其制备方法包括熔炼和精炼、连铸连轧轧、拉丝、焊丝表面抛光处理步骤，精炼完成的铝-镁合金熔体在氮气保护下排出炉外，流经导流槽进入浇铸包，稳定地浇入连续铸造机的结晶轮腔，铸成截面尺寸为(15+10.5)×9的梯形铸坯条料；铸坯经过辊剪机剪除飞边后，即进入连轧机，经过四道次的连续辊轧，得到直径ф8mm的粗拉线坯。
专利《一种铝镁合金线材的生产方法》(CN 102682920 B)公开了一种铝镁合金线材的生产方法，铝镁合金线材经原料熔炼、平引铸杆、轧制、中间退火、拉拔、中间退火制成，所述轧制是将平引铸杆的Φ7.5～9.5mm杆件以每分钟300～600米的速度冷轧到Φ5.4～5.6mm的线材,所述铝镁合金原料的成分重量百分比为Mg 2.7～3.8％，Cr 0.05～0.2％，Mn0.02～0.2％，Fe 0.08～0.4％，Si 0.05～0.40％，其它杂质总含量不超过0.3％，单个杂质成分含量不超过0.1％，余量为Al。《一种铝镁合金焊丝及其制备方法》(CN 101824567 A)公开了一种铝镁合金焊丝及其制备方法。按重量百分比计，该焊丝的组成为：镁4.5～5.5，铬0.05～0.20，锰0.05～0.20，钛0.06～0.20，铍0.0001～0.0003，钇0.03～0.15，铝余量。其制备方法为：将铝锭加入燃气反射炉熔化后，加镁锭，熔化后加打渣剂去渣，再加入AlCr10、Mn99、AlTi10、AlBe3和AlY10,30～35分钟后，在氩气保护状态下加精炼剂精炼，静置30分钟后水平连铸成铝合金盘条，之后经多次拉拔，加工成不同规格的连续盘状焊丝。上述镁铝合金焊丝线坯(合金杆)的生产属于水平连铸拉法。
发明内容
本发明的目的提供一种用连铸连轧法生产高温轧制高镁铝合金杆的方法，该方法适用于镁铝合金杆的工业批量化生产。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高温轧制高镁铝合金杆的方法，包括如下步骤：
所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn≤0.20％，Mg 4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％，Cr≤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；
熔融：按成分配比将原料熔融得到合金液，控制合金液温度在720-760℃进行精炼，时间不少于30分钟；
精炼：精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20分钟以上，合金液成分满足要求、温度720-760℃范围内进行浇铸；
浇铸：开炉眼后合金液先经过在线精炼和过滤设备进行除气除渣，保证在线精炼除气效率50％以上，过滤片规格≥50ppi，然后浇铸成锭坯，浇铸温度680-710℃；
轧制：出锭后通过感应加热将锭坯加热到480℃以上，进入12道次轧制，即得到高铝镁合金杆。
优选地，所述原材料为：①Al99.70普铝，质量满足GB/T1196-2008标准要求；②镁锭，质量满足GB/T3499-2011标准要求；③AlTi10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；④AlMn10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；⑤AlCr10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求。
优选地，所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn0.05-0.20％，Mg 4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti 0.06-0.20％，Cr 0.05-0.20％，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。
更优选地，所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn0.14-0.16％，Mg 5.4-5.6％，Zn≤0.10％，Ti 0.06-0.07％，Cr 0.09-0.10％，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，所述精炼剂为六氯乙烷，精炼剂用量为合金液总质量的5-8‰。
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。
中间合金：①Al99.70普铝，质量满足GB/T1196-2008标准要求；②镁锭，质量满足GB/T3499-2011标准要求；③AlTi10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；④AlMn10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；⑤AlCr10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求
熔保炉进普铝18吨后，加入镁锭1090kg、AlMn10中间合金295kg、AlCr10中间合金194kg、AlTi10中间合金130kg，搅拌15分钟，控制铝合金液温度达到732℃进行精炼，精炼剂六氯乙烷用量为熔体总质量的5.5‰，时间37分钟，精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20分钟取样。铝合金液成分满足要求、温度750℃时开始进行浇铸；开炉眼后铝合金液经过在线精炼和过滤设备进行除气除渣，经检测在线精炼除气效率64％，过滤片规格50ppi，整个浇铸过程保证温度682-700℃，浇铸成锭坯。出锭后通过感应加热用半导体变频装置加热后进入12机架两辊连轧机组进行12道次轧制，轧制温度480-500℃，最终生产出6个批号的直径9.5mm左右的铝镁合金杆，性能如下：
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 (5)

1.一种高温轧制高镁铝合金杆的方法，包括如下步骤：
所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn≤0.20％，Mg4.0-6.0％，Zn≤0.10％，Ti≤0.20％，Cr≤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；
熔融：按成分配比将原料熔融得到合金液，控制合金液温度在720-760℃进行精炼，时间不少于30分钟；
精炼：精炼完毕后将表面熔渣扒除干净，静置20分钟以上，合金液成分满足要求、温度720-760℃范围内进行浇铸；
浇铸：开炉眼后合金液先经过在线精炼和过滤设备进行除气除渣，保证在线精炼除气效率50％以上，过滤片规格≥50ppi，然后浇铸成锭坯，浇铸温度680-710℃；
轧制：出锭后通过感应加热将锭坯加热到480℃以上，进入12道次轧制，即得到高铝镁合金杆。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述原材料为：①Al99.70普铝，质量满足GB/T1196-2008标准要求；②镁锭，质量满足GB/T3499-2011标准要求；③AlTi10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；④AlMn10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求；⑤AlCr10中间合金，质量满足GB/T27677-2011标准要求。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述高镁铝合金杆的成分如下：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％，Cr 0.05-0.20％，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。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述高镁铝合金杆的成分如下：Si≤0.2％，Fe≤0.4％，Cu≤0.2％，Mn 0.14-0.16％，Mg 5.4-5.6％，Zn≤0.10％，Ti 0.06-0.07％，Cr 0.09-0.10％，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。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述精炼剂为六氯乙烷，精炼剂用量为合金液总质量的5-8‰。
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