CN113084395B - 一种铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝，方法包括：将铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至850℃～880℃，然后将感应电炉调整为搅拌模式；将氟钛酸钾、氟硼酸钾、铌粉混合料加入感应电炉内，反应后倾倒出合金表面上的熔盐；加入氟化钙清理合金表面剩余熔盐，清理完毕后，将合金温度降至800℃‑830℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气；精炼除气完毕清理合金表面浮渣后，将合金连铸连轧连挤成
Figure DDA0002992433190000011
Figure DDA0002992433190000012
的细丝，制备出含TiB2、NbB2颗粒的铝合金焊丝。通过本发明的技术方案，制备出来的铝合金焊丝内分散良好的TiB2、NbB2颗粒，其抗拉强度可达到130Mpa，屈服强度可达到110Mpa。

Description

一种铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝
技术领域
本发明涉及焊丝线材技术领域，具体而言，涉及一种铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝。
背景技术
铝合金作为一种轻质高性能的合金，得到了广泛的应用，并且随着铝合金及高效自动化焊接技术在高端产品的大量应用，对铝合金焊接材料的质量和性能要求越来越高，尤其是需要提高焊接效率的条件下，不断提高焊口的性能和质量，而焊口的质量和焊丝有着直接的关系。然而，现有技术中的焊丝抗拉轻度、屈服强度等性能较差。
因此，亟需研究开发一种新的制备方法，开发高性能铝合金焊丝。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提供一种低成本、低能耗、效率高、质量稳定的铝合金焊丝制备方法，采用原位生成与连铸连轧连挤法相结合生产含有TiB2、NbB2颗粒的铝合金焊丝，提升铝合金焊丝的抗拉强度和屈服强度。
为了实现上述目的，本发明的第一方面的技术方案提供了一种铝合金焊丝制备方法，包括以下步骤：将铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至850℃～880℃，然后将感应电炉调整为搅拌模式，搅拌功率为100KW-140KW；将氟钛酸钾、氟硼酸钾、铌粉混合料加入感应电炉内，反应后倾倒出合金表面上的熔盐；加入氟化钙清理合金表面剩余熔盐，清理完毕后，将合金温度降至800℃-830℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气；精炼除气完毕清理合金表面浮渣后，将合金连铸连轧连挤成
Figure BDA0002992433170000011
的细丝，制备出含TiB2、NbB2颗粒的铝合金焊丝。
优选地，铝锭的纯度＞99.8％，氟钛酸钾的纯度＞99％，氟硼酸钾的纯度＞99％，铌粉的纯度＞99.9％，铌粉的颗粒度为10um-50um。
优选地，原料按照质量份配比为：铝锭500份，氟钛酸钾1.74份-87.25份，氟硼酸钾57.35份-117.62份，铌粉0.41份-20.28份，氟化钙2份。
优选地，将氟钛酸钾、氟硼酸钾、铌粉混合料加入感应电炉内后的反应时长为30分钟-40分钟。
优选地，用旋转除气机通氩气进行精炼除气的时长为15分钟-20分钟。
本发明的第二方面的技术方案提供了一种由上述任一项技术方案提出的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝，含有TiB2、NbB2颗粒，且包括以下质量百分比成分：TiB2 0.1％-5.0％，NbB2 0.1％-5.0％，且铝合金焊丝中的TiB2和NbB2总含量为2.0％-8.0％。
本发明提出的铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝，具有以下有益技术效果：
(1)将氟钛酸钾、氟硼酸钾及铌粉混合料加入到铝水中，使用原位生成法直接生成含TiB2、NbB2颗粒的复合材料，然后使用连铸连轧连挤工艺直接生产出
Figure BDA0002992433170000021
的焊丝，使用此工艺生产的复合材料焊丝中含有的TiB2、NbB2颗粒，与铝合金熔体界面润湿性好，而且该制备工艺成本低、能耗低、效率高、质量稳定。
(2)本发明提出的铝合金焊丝，在使用时，中间合金内分散良好的TiB2、NbB2颗粒在铝熔体中作为铝合金的异质形核核心，细化熔池内微观组织，并且微量的纳米尺寸TiB2、NbB2颗粒还可以分散于ɑ-Al枝晶的固液界面前沿，阻止ɑ-Al枝晶的生长，有利于焊口得到细晶组织，可以获得细晶焊缝，提高焊缝的强度和塑性，提高焊接效率和焊接质量，显著的强化焊口的力学性能，有助于强化铝合金焊口的组织细化和力学性能。
(3)本发明提供了一种低成本、低能耗、效率高、质量稳定的采用原位生成与连铸连轧连挤相结合制备含有TiB2、NbB2颗粒铝合金焊丝的工艺，该工艺制备出来的合金焊丝其抗拉强度可达到130Mpa，屈服强度可达到110Mpa，相对于普通纯铝焊丝抗拉强度为75Mpa，屈服强度为35Mpa，来说，性能效果提升显著。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝的电镜图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝的电镜图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝的电镜图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝的电镜图。
具体实施方式
本发明公开了一种铝合金焊丝制备方法及其制备的铝合金焊丝，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
将500千克99.8％的铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至860℃，将电炉转化为搅拌模式，搅拌功率120KW，将52.35Kg氟钛酸钾、77.11Kg氟硼酸钾和8.11Kg铌粉(颗粒度40um)混合均匀后加入感应电炉内，反应35分钟后倾倒出合金表面上的熔盐，倾倒完毕后加入2.0千克氟化钙清理合金表面剩余氟盐；清理完毕将合金降温至810℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气18分钟，精炼除气完毕后先清理合金表面浮渣，然后将合金连铸连轧连挤成直径为2.5mm的铝合金焊丝。
制备出来的铝合金焊丝中TiB2含量3.0％，NbB2含量2.0％，其电镜照片如图1所示，TiB2、NbB2颗粒分散良好，焊丝抗拉强度可达到128Mpa，屈服强度可达到104Mpa。
实施例2
将500千克99.8％的铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至880℃，将电炉转化为搅拌模式，搅拌功率140KW，将69.80Kg氟钛酸钾、117.62Kg氟硼酸钾和16.22Kg铌粉(颗粒度20um)混合均匀后加入感应电炉内，反应40分钟后倾倒出合金表面上的熔盐，倾倒完毕后加入2.0千克氟化钙清理合金表面剩余氟盐；清理完毕将合金降温至830℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气20分钟，精炼除气完毕后先清理合金表面浮渣，然后将合金连铸连轧连挤成直径为3.0mm的铝合金焊丝。
制备出来的铝合金焊丝中TiB2含量4.0％，NbB2含量4.0％，其电镜照片如图2所示，TiB2、NbB2颗粒分散良好，焊丝抗拉强度可达到130Mpa,屈服强度可达到110Mpa。
实施例3
将500千克99.8％的铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至880℃，将电炉转化为搅拌模式，搅拌功率130KW，将1.74Kg氟钛酸钾、57.35Kg氟硼酸钾和20.28Kg铌粉(颗粒度10um)混合均匀后加入感应电炉内，反应40分钟后倾倒出合金表面上的熔盐，倾倒完毕后加入2.0千克氟化钙清理合金表面剩余氟盐；清理完毕将合金降温至820℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气20分钟，精炼除气完毕后先清理合金表面浮渣，然后将合金连铸连轧连挤成直径为1.5mm的铝合金焊丝。
制备出来的铝合金焊丝中TiB2含量0.1％，NbB2含量5.0％，其电镜照片如图3所示，TiB2、NbB2颗粒分散良好，焊丝抗拉强度可达到126Mpa，屈服强度可达到103Mpa。
实施例4
将500千克99.8％的铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至850℃，将电炉转化为搅拌模式，搅拌功率110KW，将87.25Kg氟钛酸钾、92.62Kg氟硼酸钾和0.41Kg铌粉(颗粒度50um)混合均匀后加入感应电炉内，反应30分钟后倾倒出合金表面上的熔盐，倾倒完毕后加入2.0千克氟化钙清理合金表面剩余氟盐；清理完毕将合金降温至810℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气15分钟，精炼除气完毕后先清理合金表面浮渣，然后将合金连铸连轧连挤成直径为2.0mm的铝合金焊丝。
制备出来的铝合金焊丝中TiB2含量5.0％，NbB2含量0.1％，其电镜照片如图4所示，TiB2、NbB2颗粒分散良好，焊丝抗拉强度可达到129Mpa,屈服强度可达到105Mpa。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种铝合金焊丝制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将铝锭加入到感应电炉中，熔化并升温至850℃～880℃，然后将感应电炉调整为搅拌模式，搅拌功率为100KW-140KW；
将氟钛酸钾、氟硼酸钾、铌粉混合料加入感应电炉内，反应后倾倒出合金表面上的熔盐，将氟钛酸钾、氟硼酸钾、铌粉混合料加入感应电炉内后的反应时长为30分钟-40分钟；
加入氟化钙清理合金表面剩余熔盐，清理完毕后，将合金温度降至800℃-830℃，用旋转除气机通氩气进行精炼除气，原料按照质量份配比为：铝锭500份，氟钛酸钾1.74份-87.25份，氟硼酸钾57.35份-117.62份，铌粉0.41份-20.28份，氟化钙2份；
精炼除气完毕清理合金表面浮渣后，将合金连铸连轧连挤成
Figure FDA0003681310010000011
Figure FDA0003681310010000012
的细丝，制备出含TiB2、NbB2颗粒的铝合金焊丝，
所述铝合金焊丝包括以下质量百分比成分：
TiB2 0.1％-5.0％，NbB2 0.1％-5.0％，且铝合金焊丝中的TiB2和NbB2总含量为2.0％-8.0％。
2.根据权利要求1所述的铝合金焊丝制备方法，其特征在于，
铝锭的纯度＞99.8％，氟钛酸钾的纯度＞99％，氟硼酸钾的纯度＞99％，铌粉的纯度＞99.9％，铌粉的颗粒度为10um-50um。
3.根据权利要求2所述的铝合金焊丝制备方法，其特征在于，
用旋转除气机通氩气进行精炼除气的时长为15分钟-20分钟。
4.一种由上述权利要求1至3中任一项所述的铝合金焊丝制备方法制备出来的铝合金焊丝，其特征在于，含有TiB2、NbB2颗粒，且包括以下质量百分比成分：
TiB2 0.1％-5.0％，NbB2 0.1％-5.0％，且铝合金焊丝中的TiB2和NbB2总含量为2.0％-8.0％。
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Pledgor: SHANDONG BINZHOU HUACHUANG METAL CO.,LTD.

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