CN108723642A - 铝硅合金丝成型工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种铝硅合金丝成型工艺，包括：熔炼成型，热挤压，初步软化，初步拉丝，清洗，再次软化，再次拉丝：将再次软化后直径为12‑14mm的铝丝经过多次拉丝成型为直径为2‑2.5mm的铝丝；清洗处理：将直径为2‑2.5mm的铝丝放入氧化槽，放置时间为2‑5分钟，捞出后用清水进行清洗，然后放入酸槽，放置时间为2‑5分钟，捞出后用清水清洗，最后放入烘干机进行烘干。通过特定的配方比例和特定的处理工艺参数的控制，如软化温度时间、次数，拉丝直径变化需求以及抛光处理步骤，获得的最终产品机械性能理想，较同类产品密度明显增大，并且没有气泡，从而在产品使用中可以减少损耗；抛光处理，无需氧化，即可达到要求，不仅大幅的节约了成本，而且无环境污染问题。

Description

铝硅合金丝成型工艺
技术领域
本发明涉及一种铝硅合金丝成型工艺。
背景技术
铝焊丝又称铝药芯焊丝，因此种焊丝可以把铝材和铝材焊接起来而得名。它不同于普通铝焊丝要用氩弧焊机焊接，也不同于铝硅焊丝4047需要配合钎剂才能焊接，而只需通过火焰或感应直接可以钎焊焊接(因为自带钎剂，所以不需要另加钎剂)。
现有市场上销售的直径为2.4mm铝丝，其铝丝内部容易出现微小气泡，在相同面积的焊接中，其损耗较大，另外同类产品的铝焊丝，为了使其表面光泽亮丽，需要经过氧化处理，其氧化成本较高，而且采用氧化处理其环境污染也比较严重。
市场方面，经过我国科研人员的不懈努力，在九十年代中期完成了第一条拥有自主知识产权药芯焊丝生产线的制备，药芯焊丝的整体水平也有了质的飞跃，如今中国民族品牌药芯焊丝已占中国市场半壁以上江山，不仅已基本将进口产品挤出国门，并在和外资品牌的竞争中逐渐占据了上风。国内药芯焊丝企业的发展，药芯焊丝的内在品质已相差不大，中低端产品已经没有生产难度，其产量已经居世界第一位。项目关键工艺研究，必将提升药芯铝焊丝质量，实现良好的综合效益。项目开发，势在必行。
发明内容
本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种较同类产品密度明显增大，并且没有气泡，从而在产品使用中可以减少损耗；同时采用抛光处理，无需氧化，即可达到要求，不仅大幅的节约了成本，而且也不会由于氧化而带来环境污染问题的铝硅合金丝成型工艺。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种铝硅合金丝成型工艺，制备步骤包括：
(1)熔炼成型：将纯铝锭融化成铝水，添加硅主体微量金属配方；硅主体微量金属与铝的配料配比为：硅0.01-1％，铁0.02～0.20％，硼0.015～0.045％，余量为铝；搅拌1-60min，清除漂浮杂质后让铝硅水流过成型模具至冷却水内固化，成型为直径为80-82mm的圆柱形铝棒，将所述圆柱形铝棒切割成每段长30-35cm的圆柱形毛胚铝棒；
(2)热挤压：将所述毛胚铝硅棒放入加热炉中加热2-4小时，加热炉温度为460-490度，之后将该毛胚铝棒放入挤压机，经过挤压机挤压后形成直径为14-16mm的铝丝，将该铝丝经过冷却槽后送至绕丝成型机；
(3)初步软化：将直径为14-16mm的铝硅丝放入退火炉，所述退火炉中的温度保持455-495度，经过3-5个小时后，将铝硅丝拉出，放置一旁进行自然冷却；
(4)初步拉丝：将初步软化后的、直径为14-16mm的铝硅丝经过多次拉丝成型为直径为12-14mm的铝丝；
(5)清洗：在清洗槽内注入氢氟酸水溶液，氢氟酸水溶液浓度为每1000kg水添加40-60kg氢氟酸；将所述直径为12-14mm的铝丝放入清洗槽内12-15分钟拉出，然后该铝丝放入清水池中再次清洗，最后放入烘干箱内烘干；
(6)再次软化：将清洗烘干后直径为12-14mm的铝丝再次装入退火炉中，所述的退火炉中的温度保持455-495度，经过3-5个小时后，将铝丝拉出，放置一旁进行自然冷却；
(7)再次拉丝：将再次软化后直径为12-14mm的铝丝经过多次拉丝成型为直径为2-2.5mm的铝丝；
(8)清洗处理：将直径为2-2.5mm的铝丝放入酸槽，放置时间为2-5分钟，捞出后用清水清洗，最后放入烘干机进行烘干。
本发明步骤(5)中的氢氟酸水溶液浓度为55-60kg/1000kg水。
本发明步骤(1)中硅主体微量金属与铝的配料配比为：硅0.015-0.5％，铁0.03～0.05％，硼0.02～0.04％，余量为铝。
本发明的优点和有益效果：
(1)采用热挤压工艺，较同类产品密度明显增大，并且没有气泡，从而在产品使用中可以减少损耗，根据测试，相同面积的焊接，较同类产品可减少10％的损耗，从而大幅减少了成本10％以上；
(2)采用两次软化和抛光处理，无需氧化，即可达到要求，不仅大幅的节约了成本，而且也不会由于氧化而带来的环境污染。
(3)本发明通过多次拉丝和多次软化，并严格控制拉丝工艺和退火工艺参数，从而使得获得的材料才具有塑性好、耐蚀，抗裂性好，通用性大；并能适应于铝合金气焊、氩弧焊用。
(4)本发明的铝硅合金丝，通过特定的配方比例和特定的处理工艺参数的控制，如软化温度时间、次数，拉丝直径变化需求以及抛光处理步骤等等，都是根据特定的产品特定的限定，获得的最终产品机械性能理想，较同类产品密度明显增大，并且没有气泡，从而在产品使用中可以减少损耗；同时采用抛光处理，无需氧化，即可达到要求，不仅大幅的节约了成本，而且也不会由于氧化而带来环境污染问题。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步详细描述本发明，当本发明不仅仅局限于以下实施例。
实施例
(1)熔炼成型：将纯铝锭融化成铝水，添加硅主体微量金属配方，硅主体微量金属与铝的配料配比为：硅0.5％，铁0.03％，硼0.03％，余量为铝；搅拌半小时，清除漂浮杂质后让铝硅水流过成型模具至冷却水内固化，成型为直径为85mm的圆柱形铝棒，将所述圆柱形铝棒切割成每段长35cm的圆柱形毛胚铝棒；
(2)热挤压：将所述毛胚铝硅棒放入加热炉中加热3小时，加热炉温度为490-495度，之后将该毛胚铝棒放入挤压机，经过挤压机挤压后形成直径为16mm的铝丝，将该铝丝经过冷却槽后送至绕丝成型机，当铝丝达到60公斤时，所述绕丝成型机自动剪断该铝丝；
(3)初步软化：将直径为16mm的铝硅丝装入井式软化槽中，然后将井式软化槽放入退火炉，所述退火炉中的温度保持495度，经过3个小时后，将井式软化槽拉出，放置一旁进行自然冷却；
(4)初步拉丝：将直径为16mm的铝硅丝经过多次拉丝成型为直径为13.5mm的铝丝；
(5)清洗：在清洗槽内注入1吨水，并加入55公斤氢氟酸搅拌均匀，将所述直径为13.5mm的铝丝放入清洗槽内13分钟拉出，然后该铝丝放入清水池中再次清洗，最后放入烘干箱内烘干；
(6)再次软化：直径为13.5mm的铝丝再次装入井式软化槽中，然后将井式软化槽放入再次退火炉，所述退火炉中的温度保持495度，经过3个小时后，将井式软化槽拉出，放置一旁进行自然冷却；
(7)再次拉丝：将直径为13.5mm的铝丝经过多次拉丝成型为直径为2.5mm的铝丝；
(8)清洗处理：将直径为2.5mm的铝丝放入酸槽(酸槽中放置溶液：硫酸5重量份，磷酸96重量份，硝酸6重量份)，放置时间为3分钟，捞出后用清水清洗，最后放入烘干机进行烘干。上述步骤(8)清洗处理：还可以将直径为2.5mm的铝丝放入氧化槽，放置时间为2-5分钟，捞出后用清水进行清洗，然后放入酸槽；
主要技术经济指标。
(1)塑性好、耐蚀，密度1.25-1.35g/cm-3；
(2)S311铝硅焊丝ER4043Si5；
(3)抗裂性好，通用性大；铝合金气焊、氩弧焊用，不宜用高镁合金焊接；
(4)焊芯直径:2.5(mm)，长度:50(mm)，焊接电流:220(A)，电流幅度:220(A)，工作温度:530(℃)。
45g/L草酸溶液，(23±5)℃，168h耐酸后伸长率变化率为-2.15％、40g/L氢氧化钠溶液，(23±5)℃，168h耐碱后强度变化率为1.15％、40g/L氢氧化钠溶液，(23±5)℃，168h耐碱后伸长率变化率为-4.0％、(80±2)℃，7×24h耐热水强度变化率为0.035-0.040％、(80±2)℃，7×24h耐热水伸长率变化率为0.35-0.38％、(85±2)℃、(85±2)％湿度、3000h老化后伸长率变化率为-1.8—1.75％；且于本发明的电缆生产时，绝缘层的最大稳定加工速度达到了120米/分钟上，各项性能指标都达到了优秀的等级。
将本发明中的电缆放置在酸性PH值为5-6、碱性PH值为8-9的水溶液中，50-60天后仍能正常使用。
本发明的铝硅合金丝，通过特定的配方比例和特定的处理工艺参数的控制，如软化温度时间、次数，拉丝直径变化需求以及抛光处理步骤等等，都是根据特定的产品特定的限定，获得的最终产品机械性能理想，较同类产品密度明显增大，并且没有气泡，从而在产品使用中可以减少损耗；同时采用抛光处理，无需氧化，即可达到要求，不仅大幅的节约了成本，而且也不会由于氧化而带来环境污染问题。

Claims (3)

1.一种铝硅合金丝成型工艺，其特征在于：制备步骤包括：
(1)熔炼成型：将纯铝锭融化成铝水，添加硅主体微量金属配方；硅主体微量金属与铝的配料配比为：硅0.01-1％，铁0.02～0.20％，硼0.015～0.045％，余量为铝；搅拌1-60min，清除漂浮杂质后让铝硅水流过成型模具至冷却水内固化，成型为直径为80-82mm的圆柱形铝棒，将所述圆柱形铝棒切割成每段长30-35cm的圆柱形毛胚铝棒；
(2)热挤压：将所述毛胚铝硅棒放入加热炉中加热2-4小时，加热炉温度为460-490度，之后将该毛胚铝棒放入挤压机，经过挤压机挤压后形成直径为14-16mm的铝丝，将该铝丝经过冷却槽后送至绕丝成型机；
(3)初步软化：将直径为14-16mm的铝硅丝放入退火炉，所述退火炉中的温度保持455-495度，经过3-5个小时后，将铝硅丝拉出，放置一旁进行自然冷却；
(4)初步拉丝：将初步软化后的、直径为14-16mm的铝硅丝经过多次拉丝成型为直径为12-14mm的铝丝；
(5)清洗：在清洗槽内注入氢氟酸水溶液，氢氟酸水溶液浓度为每1000kg水添加40-60kg氢氟酸；将所述直径为12-14mm的铝丝放入清洗槽内12-15分钟拉出，然后该铝丝放入清水池中再次清洗，最后放入烘干箱内烘干；
(6)再次软化：将清洗烘干后直径为12-14mm的铝丝再次装入退火炉中，所述的退火炉中的温度保持455-495度，经过3-5个小时后，将铝丝拉出，放置一旁进行自然冷却；
(7)再次拉丝：将再次软化后直径为12-14mm的铝丝经过多次拉丝成型为直径为2-2.5mm的铝丝；
(8)清洗处理：将直径为2-2.5mm的铝丝放入酸槽，放置时间为2-5分钟，捞出后用清水清洗，最后放入烘干机进行烘干。
2.根据权利要求1所述的铝硅合金丝成型工艺，其特征在于：步骤(5)中的氢氟酸水溶液浓度为55-60kg/1000kg水。
3.根据权利要求1所述的铝硅合金丝成型工艺，其特征在于：步骤(1)中硅主体微量金属与铝的配料配比为：硅0.015-0.5％，铁0.03～0.05％，硼0.02～0.04％，余量为铝。
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