CN110484787B - 一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 - Google Patents
一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110484787B CN110484787B CN201910769358.3A CN201910769358A CN110484787B CN 110484787 B CN110484787 B CN 110484787B CN 201910769358 A CN201910769358 A CN 201910769358A CN 110484787 B CN110484787 B CN 110484787B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wire
- magnesium alloy
- purity aluminum
- aluminum
- heat treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 41
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 28
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000001192 hot extrusion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 52
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 21
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 19
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 16
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 8
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 7
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 claims description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 4
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 4
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 claims description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003490 calendering Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018134 Al-Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018467 Al—Mg Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
- B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
- B21C37/04—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire
- B21C37/047—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of bars or wire of fine wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/001—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths of specific alloys
- B22D11/003—Aluminium alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D7/00—Casting ingots, e.g. from ferrous metals
- B22D7/005—Casting ingots, e.g. from ferrous metals from non-ferrous metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/0075—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rods of limited length
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/52—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length
- C21D9/525—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for wires; for strips ; for rods of unlimited length for wire, for rods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C21/00—Alloys based on aluminium
- C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/02—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working in inert or controlled atmosphere or vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
- C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Forging (AREA)
- Metal Extraction Processes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用，属于冶金和压延加工技术领域。该高纯铝镁合金微细丝由铝镁合金组成，其中，Mg的含量为5‑20wt％，余量为Al。该微细丝主要用于Z箍缩试验的试验因素研究制作。本发明的高纯铝镁合金微细丝材成分均匀，尺寸精准，一致性好。采用真空垂直半连续铸造、热挤压开坯和单丝拉拔的方法制备，采用该方法能够有效避免杂质引入，提高合金纯度；改善了合金脆性，降低加工难度，可以制得性能优异的高纯铝镁合金微细丝。
Description
技术领域
本发明涉及一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用，主要用于Z箍缩试验的试验因素研究制作，属于冶金和压延加工技术领域。
背景技术
Z箍缩，是电流流过柱形导体(等离子体、导电物质)产生角向磁场，该角向磁场作用于载流子从而形成径向压力。当电流达到百万安培量级时，可产生巨大的磁压力，用于约束等离子体或使物质向内加速、碰撞，可获得高温、高密度的等离子体状态。金属丝阵负载是Z箍缩内爆产生有广泛应用前景的强X射线辐射的重要方法之一。不同丝阵质量、不同丝阵半径、不同粗细和不同材料金属丝构成的丝阵对内爆时间、内爆轨迹、内爆速度以及最大动能和动能转换率均有一定影响。
其应用于惯性约束聚变能源科学、X射线激光器等，该试验的完善，对于推动高增益聚变燃烧物理、高功率脉冲功率技术、高峰值功率次临界堆等尖端科技的发展有较大帮助；有利于我国核能领域核心材料研制能力的提升，推动高温、高压、强辐射等极端条件堆材料技术的发展，为我国建立核能材料完整的研发体系提供助力。
随着Z箍缩技术的发展，使用的丝阵材料以及相关性能也在研究过程中。目前阶段，通常采用Φ5-25μm左右的超细钨丝，以及Φ6-25μm的超细铝丝或铝合金丝作为丝阵材料。铝作为低原子序数(低Z)材料可以减少杂质对试验稳定性的影响，因此在Z箍缩物理实验中已经得到重要应用。而在铝合金中进行元素掺杂，能够以一些元素作为示踪元素，来研究相关试验参数。由于Mg的K壳层辐射谱线较易获得，故在Al丝中掺杂Mg后，可将Mg作为示踪元素，应用于Z箍缩试验丝阵对试验结果影响的研究中。但是，为避免其他元素对试验结果的影响，一般合金要求较高的纯度，尤其要避免高原子序数元素的影响。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高纯铝镁合金微细丝，该丝材性能优异，成分配比既能够满足使用要求，又可实现深加工和精加工，可推广应用于多种Z箍缩试验用微细丝材的制备。
本发明的另一目的在于提供上述高纯铝镁合金微细丝的制备方法，该方法简单、高效，利于批量生产和质量保证。
本发明的再一目的在于提供上述高纯铝镁合金微细丝的应用，该合金微细丝主要用于Z箍缩试验的试验因素研究。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高纯铝镁合金微细丝，该合金微细丝由铝镁合金组成，其中，Mg的含量为5-20wt％，余量为Al。
所述的合金微细丝中，Mg的含量优选为6-18wt％，更优选为8-16wt％，最优选为9-12wt％。
优选的，所述的高纯铝镁合金微细丝中，铝镁合金的纯度不低于99.9wt％，即除主元素Al、Mg外，杂质元素含量总和不大于0.1wt％。
优选的，所述的高纯铝镁合金微细丝的直径为Φ6-25μm；所述的合金微细丝的拉断力为10-30cN，延伸率不低于1％。
本发明提供了一种高纯铝镁合金微细丝的制备方法，采用“真空垂直半连续铸造-热挤压-单丝拉拔”工艺流程，包括以下步骤：
(1)备料：按照质量百分比称取铝、镁，其中，Mg为5-20wt％，Al为余量；
(2)真空垂直半连续铸造：将称好的铝、镁原料放入真空半连续铸造炉的石墨坩埚中，抽真空，采用中频感应熔炼，金属全熔后半连续铸造成圆形锭坯；
(3)热挤压：将得到的锭坯加热至400℃～450℃，采用液压正向挤压机挤压成为5-8mm的线坯；
(4)拉拔加工：将线坯进行多道次拉拔加工，中间配合热处理消除加工硬化；进入微细拉拔阶段后，单道次加工变形率为10-15％，两次热处理间总变形率为50-80％，微细拉拔阶段热处理方式为在线热处理，最后加工至成品尺寸。
优选地，所述步骤(1)中，原料为高纯的铝和镁，其中铝的纯度为99.999wt％，镁的纯度为99.99wt％。
优选地，所述步骤(2)中，半连续铸造的真空度≤1.0×10-1Pa。采用中频感应熔炼，金属全熔后精炼，之后引晶杆向下牵引，将熔体引入石墨模，石墨模具外有水冷，在模具内凝固成棒坯，再牵引后续熔体凝固。熔炼温度为650℃～700℃，半连续铸造(拉铸)速度为1-5mm/s，铸成直径Φ30.0mm、长度3-5m的棒坯。
优选地，所述步骤(3)中，热挤压时，挤压温度为400℃～450℃，挤压速度为10-20mm/s，挤压压力为18MPa～20MPa。
优选地，所述步骤(4)中，进入微细拉拔阶段前，中间热处理的温度为350-400℃，保温时间为1-2小时，真空度不高于10Pa。
进入微细拉拔阶段后，在线热处理温度为250℃-300℃，通过走丝速度控制保温时间为0.3-0.5min；热处理环境为Ar气气体保护。
优选地，所述步骤(4)中，拉拔模具内径的配置应与微细丝拉丝机辊径相配套，尽量减轻辊与丝材的摩擦，保证丝材的表面质量，减少断丝；缩短拉拔模具架和拉丝辊之间的距离，缩短的距离根据设备具体情况进行调整，以减少工作区长度，减少共振现象的产生，防止共振强烈时断丝；同时在常规拉拔润滑剂中添加了植物油性成分，例如加入量约为每升拉拔润滑剂中添加50-200毫升，添加量应根据丝径和模具状态好坏进行调整。目的是使润滑剂经过工作压力后牢固的黏着在丝材的表面，使丝材顺利通过拉丝模。
本发明提供的高纯铝镁合金微细丝可采用如上所述的方法制备。
本发明的高纯铝镁合金微细丝的应用，主要是所述的高纯铝镁合金微细丝作为Z箍缩试验的试验因素研究的应用。本发明的高纯铝镁合金微细丝可用作Z箍缩的丝阵材料，应用于多种Z箍缩的制备。
本发明的有益效果在于以下几个方面：
(1)采用本发明的高纯铝镁合金微细丝，解决了现有方法和材料存在的一些技术缺陷，主要表现在：采用镀层的方法，其均匀性不稳定，因而Mg元素的分布不均匀，对示踪诊断准确性和对比性很不利；其次是Mg元素很活泼，镀层易氧化；最后是镀层由于与基体物理粘覆，结合力较小。且由于Mg含量较高，导致材料加工性能下降，使得铝镁合金丝在深加工和精密加工阶段困难重重，微细丝材在成型过程中断线率高，生产效率、成材率低，难以制备出线径一致、硬度均匀的Φ(20～50)μm超细丝材。国内即使制备出符合尺寸的微细丝材，单头长度也难以保证。本发明能够制备出满足Z箍缩试验使用要求的高纯度铝镁合金微细丝，合金纯度达到99.9％，性能方面丝径范围为6-25μm，拉断力范围为10-30cN，延伸率不低于1％，较好的填补国内该领域深加工、精密加工的空白。
(2)本发明采用高纯原材料，并使用真空垂直半连续铸造法可获得致密度更高、缺陷更少、氧含量和杂质含量更低的锭坯，相对传统的非真空浇铸锭坯又较大优势。热处理采用气体保护在线热处理，有效避免杂质和氧化。本发明制备的高纯铝镁合金微细丝成分均匀、准确，合金组织均匀、细小，性能优异，总杂质含量低于0.1％。
(3)本发明涉及到材料的深加工，需要在材料制备的全流程中，避免材料氧化、夹杂的引入，避免材料出现裂纹、硌伤、划伤等表面缺陷。此外，计算好每道次加工率，保证配模的合理性，防止加工率过大对丝材的损害，并且拉拔模具必须使用高品质模具。同时，拉拔模具内径的配置应与微细丝拉丝机辊径相配套，尽量减轻辊与丝材的摩擦，保证丝材的表面质量，减少断丝；缩短拉拔模具架和拉丝辊之间的距离，缩短的距离根据设备具体情况进行调整，以减少工作区长度，减少共振现象的产生，防止共振强烈时断丝；同时在常规拉拔润滑剂中添加了植物油性成分，加入量约为每升拉拔润滑剂中添加50-200毫升，添加量应根据丝径和模具状态好坏进行调整。目的是使润滑剂经过工作压力后牢固的黏着在丝材的表面，使丝材顺利通过拉丝模。
本发明的高纯铝镁合金微细丝材成分均匀，尺寸精准，一致性好。采用真空垂直半连续铸造、热挤压开坯和单丝拉拔的方法制备，采用该方法能够有效避免杂质引入，提高合金纯度；改善了合金脆性，降低加工难度，可以制得性能优异的高纯铝镁合金微细丝。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明高纯铝镁合金微细丝及其制备方法作进一步描述。
本发明的高纯铝镁合金微细丝，该合金由以下含量的成分组成：Mg 5-20wt％，Al余量，微细丝的合金纯度不低于99.9％，即除主元素Al、Mg外，杂质元素含量总和不大于0.1％。丝径范围为6-25μm，拉断力范围为10-30cN，延伸率不低于1％。
本发明实施例中高纯铝镁合金微细丝是通过以下方法制备得到的，具体包括以下步骤：
步骤(1)：原材料选用
纯度99.999％的高纯铝、纯度99.99％的高纯镁。
步骤(2)：配料
按照各组分的质量百分比称取原料，总重量按5kg～10kg配料。
步骤3：真空垂直半连续铸造
1)设备：10kg真空垂直半连续铸造机；
2)模具：石墨模，模腔尺寸：Φ30mm；
3)操作：将称好的高纯铝和高纯镁放入真空垂直半连续铸造机的三高石墨坩埚中，抽真空，使真空度≤1.0×10-1Pa，采用中频感应熔炼，金属全熔后精炼，之后引晶杆向下牵引，将熔体引入石墨模，石墨模具外有水冷，在模具内凝固成棒坯，再牵引后续熔体凝固。熔炼温度为650℃～700℃，拉铸速度为1-5mm/s。最后铸成直径Φ30.0mm、长度3-5m的棒坯。棒坯锯切，扒皮待用。
步骤4：热挤压
1)设备：350吨正向挤压机；
2)模具：硬质合金模，模腔尺寸：Φ5-8mm；
3)操作：将棒坯均匀化热处理，预加热温度：430℃～450℃。使用350吨正向挤压机将棒坯挤压成为直径Φ5-8mm的线坯，挤压温度430℃～450℃，挤压速度10-20mm/s，挤压压力：18MPa～20MPa；
步骤5：塑性加工
1)设备：拉丝机、微细丝拉丝机；
2)操作：将线坯进行多道次拉拔加工，中间配合热处理消除加工硬化。微细拉拔阶段单道次加工变形率为10-15％，两次热处理间总变形率为50-80％，最后加工至成品尺寸。微细拉拔阶段热处理方式为在线热处理。在线热处理温度为250℃-300℃，通过走丝速度控制保温时间为0.3-0.5min。热处理环境为Ar气气体保护。
实施例1
真空半连续铸造时的炉量为5.6kg。
按照Mg含量10％，称取5.04kg的高纯铝、0.56kg的高纯镁，放入半连续铸造机的石墨坩埚中，抽真空至1.0×10-1Pa，采用中频感应熔炼，金属全熔后，精炼片刻，启动拉铸装置，利用引晶杆将熔体引入石墨模，熔炼温度为700℃，拉铸速度为3mm/s。铸得直径Φ30.0mm、长度3m左右的棒坯。
将制得的棒坯锯切成200mm长的棒锭，扒皮后待挤压。
将棒锭置于热处理炉中，升温至450℃，均化热处理保温12小时。使用350吨正向挤压机将棒坯挤压成为直径Φ8mm的线坯，挤压温度450℃，挤压速度10mm/s，挤压压力：18MPa；
将线坯粗拉10道次至线径Φ1mm，之后进行真空热处理，热处理温度350℃，保温1小时，真空度不高于10Pa。热处理后，中拉15道次至0.1mm。进入微拉工序，对丝材在线热处理，温度250℃，Ar气保护。再多道次精拉至20μm，单道次加工变形率为10-15％。
实施例2
真空半连续铸造时的炉量为6kg。
按照Mg含量6％，称取5.64kg的高纯铝、0.36kg的高纯镁，放入半连续铸造机的石墨坩埚中，抽真空至1.0×10-1Pa，采用中频感应熔炼，金属全熔后，精炼片刻，启动拉铸装置，利用引晶杆将熔体引入石墨模，熔炼温度为700℃，拉铸速度为4mm/s。铸得直径Φ30.0mm、长度3.2m左右的棒坯。
将制得的棒坯锯切成200mm长的棒锭，扒皮后待挤压。
将棒锭置于热处理炉中，升温至430℃，均化热处理保温12小时。使用350吨正向挤压机将棒坯挤压成为直径Φ8mm的线坯，挤压温度430℃，挤压速度15mm/s，挤压压力：18MPa；
将线坯粗拉10道次至线径Φ1mm，之后进行真空热处理，热处理温度350℃，保温1小时，真空度不高于10Pa。热处理后，中拉15道次至0.1mm。进入微拉工序，对丝材在线热处理，温度250℃，Ar气保护。再多道次精拉至10μm，单道次加工变形率为10-15％。
实施例3
真空半连续铸造时的炉量为6kg。
按照Mg含量8％，称取5.52kg的高纯铝、0.48kg的高纯镁，放入半连续铸造机的石墨坩埚中，抽真空至1.0×10-1Pa，采用中频感应熔炼，金属全熔后，精炼片刻，启动拉铸装置，利用引晶杆将熔体引入石墨模，熔炼温度为700℃，拉铸速度为4mm/s。铸得直径Φ30.0mm、长度3.2m左右的棒坯。
将制得的棒坯锯切成200mm长的棒锭，扒皮后待挤压。
将棒锭置于热处理炉中，升温至440℃，均化热处理保温12小时。使用350吨正向挤压机将棒坯挤压成为直径Φ8mm的线坯，挤压温度440℃，挤压速度13mm/s，挤压压力：18MPa；
将线坯粗拉10道次至线径Φ1mm，之后进行真空热处理，热处理温度350℃，保温1小时，真空度不高于10Pa。热处理后，中拉15道次至0.1mm。进入微拉工序，对丝材在线热处理，温度250℃，Ar气保护。再多道次精拉至15μm，单道次加工变形率为10-15％。
实施例4
真空半连续铸造时的炉量为6kg。
按照Mg含量16％，称取5.04kg的高纯铝、0.96kg的高纯镁，放入半连续铸造机的石墨坩埚中，抽真空至1.0×10-1Pa，采用中频感应熔炼，金属全熔后，精炼片刻，启动拉铸装置，利用引晶杆将熔体引入石墨模，熔炼温度为700℃，拉铸速度为4mm/s。铸得直径Φ30.0mm、长度3.2m左右的棒坯。
将制得的棒坯锯切成200mm长的棒锭，扒皮后待挤压。
将棒锭置于热处理炉中，升温至450℃，均化热处理保温12小时。使用350吨正向挤压机将棒坯挤压成为直径Φ8mm的线坯，挤压温度450℃，挤压速度15mm/s，挤压压力：20MPa；
将线坯粗拉10道次至线径Φ1mm，之后进行真空热处理，热处理温度350℃，保温1小时，真空度不高于10Pa。热处理后，中拉15道次至0.1mm。进入微拉工序，对丝材在线热处理，温度250℃，Ar气保护。再多道次精拉至20μm，单道次加工变形率为10-15％。
分别将实施例1-4制备的丝材用于物理测试，取得试验数据见表1。
表1
| Mg含量 | 合金纯度 | 丝径 | 拉断力 | 延伸率 | |
| 实施例1 | 9.5％ | 99.91％ | 19μm | 26.7cN | 1.1％ |
| 实施例2 | 5.7％ | 99.95％ | 9μm | 12.1cN | 2.0％ |
| 实施例3 | 7.8％ | 99.93％ | 15μm | 22.2cN | 1.5％ |
| 实施例4 | 15.9％ | 99.93％ | 19μm | 24.5cN | 1.3％ |
采用常规铝镁合金丝材生产工艺，难以制备出丝径小于20μm且质量、性能均一稳定的微细丝。从上述实验结果相比较可以看出，本发明制备的铝镁合金微细丝纯度明显提高，力学性能优异稳定。
上述实施例中仅仅举出本发明高纯度铝镁合金微细丝及其制备方法部分的实施例，在上述本发明的技术方案中：所述的合金组分中铝、镁的含量在规定范围内可自由选择，此处不再一一列举，故以上的说明所包含的技术方案应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种高纯铝镁合金微细丝的制备方法，其特征在于：采用真空垂直半连续铸造-热挤压-单丝拉拔的工艺流程，包括以下步骤：
（1）备料：按照质量百分比称取铝、镁，其中，Mg的含量为5-20 wt%，余量为Al；
（2）真空垂直半连续铸造：将称好的铝、镁原料放入真空半连续铸造炉的石墨坩埚中，抽真空，采用中频感应熔炼，金属全熔后半连续铸造成圆形锭坯；
（3）热挤压：将得到的锭坯加热至400℃~450℃，采用液压正向挤压机挤压成为5-8mm的线坯；
（4）拉拔加工：将线坯进行多道次拉拔加工，中间配合热处理消除加工硬化；进入微细拉拔阶段后，单道次加工变形率为10-15%，两次热处理间总变形率为50-80%，微细拉拔阶段热处理方式为在线热处理，最后加工至成品尺寸，得到的高纯铝镁合金微细丝的直径为6-25μm；拉拔模具内径与微细丝拉丝机辊径相配套，减轻辊与丝材的摩擦；缩短拉拔模具架和拉丝辊之间的距离，缩短的距离根据设备具体情况调整；同时在拉拔润滑剂中添加植物油性成分。
2.根据权利要求1所述的高纯铝镁合金微细丝的制备方法，其特征在于：所述铝的纯度为99.999 wt%，镁的纯度为99.99 wt%。
3.根据权利要求1所述的高纯铝镁合金微细丝的制备方法，其特征在于：所述熔炼的温度为650℃~700℃；所述半连续铸造的真空度≤1.0×10-1Pa，拉铸速度为1-5 mm/s。
4.根据权利要求1所述的高纯铝镁合金微细丝的制备方法，其特征在于：所述热挤压时，挤压温度为400℃~450℃，挤压速度为10-20mm/s，挤压压力为18MPa~20MPa。
5.根据权利要求1所述的高纯铝镁合金微细丝的制备方法，其特征在于：进入微细拉拔阶段前，中间热处理的温度为350-400℃，保温时间为1-2小时，真空度不高于10Pa；进入微细拉拔阶段后，在线热处理温度为250℃-300℃，通过走丝速度控制保温时间为0.3-0.5min；热处理环境为Ar气气体保护。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法制备得到的高纯铝镁合金微细丝，其特征在于：所述的高纯铝镁合金微细丝中，铝镁合金的纯度不低于99.9wt%。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法制备得到的高纯铝镁合金微细丝在制备Z箍缩中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910769358.3A CN110484787B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910769358.3A CN110484787B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110484787A CN110484787A (zh) | 2019-11-22 |
| CN110484787B true CN110484787B (zh) | 2020-07-24 |
Family
ID=68552254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910769358.3A Active CN110484787B (zh) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | 一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110484787B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113388761A (zh) * | 2021-06-07 | 2021-09-14 | 北京有色金属与稀土应用研究所 | 一种电子封装用铝硅合金盖板材料及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6126745A (ja) * | 1984-07-16 | 1986-02-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ボンデイングワイヤ |
| JPS61101942A (ja) * | 1984-10-24 | 1986-05-20 | Hitachi Ltd | Ｘ線源 |
| JP5282683B2 (ja) * | 2009-07-02 | 2013-09-04 | 住友電装株式会社 | 伸線装置及び素線の製造方法 |
| JP2012009174A (ja) * | 2010-06-22 | 2012-01-12 | Swcc Showa Cable Systems Co Ltd | 酸化物超電導ケーブル |
| CN202422853U (zh) * | 2011-12-09 | 2012-09-05 | 江苏亨通线缆科技有限公司 | 可增强屏蔽效果的同轴线缆结构 |
| CN106636780B (zh) * | 2017-01-06 | 2018-04-03 | 吴振江 | 一种超细铝合金导体及其制备方法 |
| CN107254613A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-17 | 江苏亨通电力特种导线有限公司 | 一种5154铝镁合金丝线及其制备方法 |
| CN107475572A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-15 | 吴振江 | 超细铝合金线材及其制造方法以及相应的衍生品 |
| JP6619473B2 (ja) * | 2018-05-11 | 2019-12-11 | 株式会社神戸製鋼所 | アルミニウム合金溶加材の製造方法 |
| CN108941227B (zh) * | 2018-07-09 | 2020-04-10 | 中南大学 | 一种航空用铝镁钪合金管材的制备工艺 |
-
2019
- 2019-08-20 CN CN201910769358.3A patent/CN110484787B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110484787A (zh) | 2019-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112589022B (zh) | 一种优质难变形高温合金低偏析细晶棒材制造方法 | |
| CN103184397A (zh) | 基于剧烈塑性变形的镁合金丝材制备方法 | |
| CN113122763B (zh) | 一种高强韧性高熵合金制备方法 | |
| CN111036921A (zh) | 一种大规格弥散铜棒材的制备方法 | |
| CN110904364B (zh) | 一种铝合金靶材的制备方法 | |
| CN107739877B (zh) | 一种铜合金辊套及其制备方法 | |
| CN110484787B (zh) | 一种高纯铝镁合金微细丝及其制备方法和应用 | |
| CN104818443A (zh) | 一种铜银合金线材的短流程高效生产方法 | |
| CN111299572B (zh) | 一种钛及钛合金无缝管的生产方法 | |
| CN113857283B (zh) | 一种高速工具钢棒料的成型方法 | |
| CN112226593A (zh) | 一种提高热作模具钢韧性及等向性的预备生产工艺 | |
| CN112170519A (zh) | 一种L80～9Cr马氏体不锈钢管生产方法 | |
| EP4144875A1 (en) | Magnesium alloy for wheel and preparation method thereof | |
| CN113308620B (zh) | 一种铜铬锆合金及其制备方法 | |
| CN113502423B (zh) | 一种高塑性、高强度铸造铍铝合金及其制备方法 | |
| CN109778002A (zh) | 一种用于丝材3d打印的稀土钛合金 | |
| CN110527856B (zh) | 一种高表面质量、高强度镍合金带材的制备方法 | |
| CN113388761A (zh) | 一种电子封装用铝硅合金盖板材料及其制备方法 | |
| CN112570486A (zh) | 一种CuCrZr板带金属轧制工艺 | |
| RU2353683C2 (ru) | Способ получения заготовок из слитков высокооловянистой бронзы | |
| CN213378549U (zh) | 一种L80-9Cr马氏体不锈钢管生产系统 | |
| CN115369304B (zh) | 不锈钢材料的制备方法和不锈钢材料 | |
| CN216107071U (zh) | 一种超级13Cr无缝钢管生产系统 | |
| CN113680985B (zh) | 低成本短流程高温合金无缝管的制备方法 | |
| CN118086786B (zh) | 一种无缝钢管穿孔顶头及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |