CN115612901A - 一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法 - Google Patents

一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种半连铸工业化生产高品质Zn‑22Al合金管材的方法，包括如下步骤：一：通过所设计的成分配方进行半连铸铸造制备吨位级别的工业雷管延期体材料锌铝合金溶液，除气除渣后通过多孔陶瓷过滤器和结晶器进行控速浇铸；二：利用牵引机构、二次冷却水，浇铸速度的控制以及红外测温器的配合，进行360℃左右的铸棒降温，使浇铸成型后的铸棒就具备颗粒状过冷态α2组织，无需单独超塑性处理；三：将机加工扒皮后的铸棒进行挤压前预热，进而挤压成型成合金管材；四：将挤压成型的管材进行校直，然后热处理去应力提高塑性。

Description

一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法
技术领域
本发明涉及一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法。
背景技术
Zn-22Al合金是一种新型的超塑性合金，由于其熔点低、比重小、加工性能优异、力学性能优越、成本低，受到国内外科技工作者的广泛重视。锌铝合金不仅在高温下具有超塑性且在超塑性工艺下（360℃左右保温24~48h以水淬降温获得足够多的颗粒状过冷态α2相组织），也可达到室温超塑性，因此是替代铅锑合金制成延期体管材的合适材料。
福州大学学者针对锌铝合金作为延期体合金管的替代材料有多年研究，其公布的多篇专利与此相关，其中一篇中国专利公告号为CN103667792B，公开日是2014年3月26日，名为“工业延期雷管延期体用锌铝基合金挤压管及其制备方法”公开了一种传统铸造成型的锌铝合金铸棒，先进行360℃左右保温36~72h再通过水淬的均匀化处理（超塑性处理），然后再对其扒皮后加热挤压成型成合金管，再通过较直和调质处理等制备成成品合金管，但其工艺复杂，其另一篇中国专利公告号为CN106086521B，公开日是2016年11月9日，名为“一种锌铝合金管成分设计及其制备方法”其对铸棒依然采用类似的均匀化处理来获得超塑性，相关文献（研究组的学位论文“锌铝合金力学性能改进及管材拉拔过程模拟与工艺优化”）工作表明，在传统铸造工艺下，工艺复杂，在铸造浇铸过程受重力影响容易导致凝固方向性差而造成组织疏松和不均，铸棒单独超塑性处理过程耗时长，水淬速度和水淬深度难以控制，成材率不高，洁净度低，效率低下，虽然空管经拉拔实验可减径至6.4mm，但依然局限在实验室几十公斤级别生产，无法工业批量化。中国专利公告号CN 107058925 A，公开日是2017年8月18日，名为“一种通过热处理提高锌铝合金超塑性的方法”公开了一种锌铝合金在280℃-380℃进行保温8-24h，保温结束后水淬，从而获得颗粒状超细晶α2组织的方法，其和以上几篇专利的超塑性处理原理一样，但是其只适合用于实验室几十公斤级别铸造的锌铝合金热处理，对于吨位级别的锌铝合金依旧存在工艺周期长，且淬火速率和淬火深度不好把握等问题。中国专利公告号CN102409275A，公开日是2012年4月11日，名为“一种雷管用超细晶无铅延期体的制备方法”采用铸造、挤压、轧制和机加工方法制备锌铝合金管，然后拉拔或轧制成细延期体，同样工艺流程复杂，其相关文献(研究组的学位论文“Zn-22wt.%Al合金在雷管延期体中的可行性应用研究”)工作表明，该技术实施过程中，工艺和设备的难度较大，现有装备和技术只能将直径为18mm的粗管拉拔到直径为14mm。
以上专利要么处于实验室20公斤级别的简单熔铸工艺，在铸造浇铸过程受重力影响容易导致凝固方向性差而造成组织疏松和不均，铸棒单独超塑性处理过程耗时长，水淬速度及淬火深度难以控制，成材率不高，洁净度低，要么工艺过于复杂，效率低下，无法工业批量化。
发明内容
本发明的目的是提供一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，该合金不具有污染环境的重金属元素，通过调整变质剂的含量以及特殊半连铸铸造方法，铸造出性能优异，且无需单独超塑性处理就具备挤压成型条件的等轴细晶铸棒，再通过对应挤压工艺能制备出具有良好拉拔性能的锌铝合金管材，该方法对设备要求不高，工艺简单，制备周期短，适合工业化大批量生产。
为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：提供一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，合金配方环保，不含有毒重金属在熔炼过程中通过调控变质剂Al~10%RE、Al~5%Ti和Al~8%B的含量，将各元素含量控制为，Ti： 0.01％~0.2%，RE：0.1%~0.5%，B： 0.01%~0.1%，Al：22%，其余为Zn。该成分范围为锌铝合金共析相变点附近，且保证热处理过程中α2相的充分保留和不粗化。
所述添加三种中间合金作为变质剂，使铸造后的铸棒成分中Ti、RE和B的含量在一定比例范围是为尽可能发挥变质剂中的第二相粒子TiAl3（块状和针状）和TiB2弥散效果，适当含量的Ti能够细化合金组织，Ti在锌中的溶解度很小，添加Ti后，合金的组织由粗大的树枝状转变为等轴状或者花瓣形，但其有一定的缺点，内部的 Ti 元素会与熔体中微量的Zr、Cr 及 Mn 等元素发生反应，即细化剂“中毒”，导致细化作用减弱甚至失效。加入稀土RE的原因是稀土不仅本身具有细化效果，其也会使和他一同使用的其他细化剂产生细化和弥散化，大大增强其细化效果，一方面可以使第二相粒子TiAl 3由针状转变为块状，因为块状TiAl3有三个面面向熔体，形核率高，可促进异质形核，同时稀土和一部分TiAl3形成Ti 2 Al20 Ce，使剩余的TiAl3颗粒更加细小，弥散在熔体中促进异质形核，另一方面可以使TiB2表面扩散系数增加，从而提高TiB2颗粒效率，使之不随时间延长而发生明显的团聚和沉淀，使TiB2 颗粒能更好的弥散在熔体中，发挥异质形核的作用，延长了细化作用时间，避免TiB2颗粒团聚沉淀，导致细化效果失效，体现了Al~Ti~B~RE 细化剂的抗失效能力。
一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，按照以下步骤进行：（1）根据以上成分配方通过半连铸铸造制备吨位级别的工业雷管延期体材料锌铝合金溶液；（2）将合金熔液除渣除气后，引入多孔陶瓷过滤器和结晶器进行铸棒浇铸；（3）通过结晶器二次冷却水对铸棒进行降温；（4）将浇铸完成的吨位级别的长铸棒机加工成长度为300mm~500mm，直径110mm的合金棒材，进而用车床扒皮，去除表面氧化层；对扒皮后直径90mm的铸棒进行挤压前预热处理，然后放入挤压机进行管材成型挤压；（5）对合金管进行热校直；（6）对较直后的管材进行切割，长度为400mm~600mm，紧接着进行热处理，进一步细化晶粒，消除加工应力提高塑性；（7）将管材进行轧尖，头部塞紧棉花后装入延期药，延期药紧实后尾部塞紧棉花避免延期药漏出；（8）用润滑油对装药后的管材表面进行整体润滑后进行多道次拉拔减径成所需尺寸的延期索。
进一步，所述步骤（2）的铸造合金液经过如图2所示的陶瓷多孔过滤器后，均匀地导入外壁用水冷却的结晶器中，在结晶器壁和结晶器底座的共同作用下，始终保持匀速顺序结晶，组织均匀且有明显的方向性，使铸棒消除气孔和疏松等缺陷。
进一步，所述步骤（3）半连铸铸棒达到一定高度后，如图3所示，就会在牵引机构带动下匀速离开结晶器，控制好牵引速度，保证铸棒四周通风（当需时要可以使用电风扇进行四周温度疏散），利用红外线测温器，监控铸棒温度，将测温器固定于铸棒360℃左右位置，全程浇铸速度和牵引速保持不变，保证铸棒移动至测温器位置时温度基本稳定在360℃左右，再将来自结晶器下缘处的二次冷却水引至测温器下方约10cm~60cm位置进行持续的铸棒四面降温，具体操作简图如图4。
进一步，所述步骤（3）中的半连铸铸棒不需要单独在330℃~370℃保温24~48h再水淬火的超塑性处理，可直接在适当挤压温度下进行管材成型挤压，由于上述降温过程已经获得足够多的颗粒状过冷态α2组织，如果后期再进行一次360℃保温24h再水淬的超塑性处理，反而就会导致组织粗化。
进一步，所述步骤（4）中，管材挤压详细工艺参数为：铸棒预热温度190~270℃，预热时间为2h~6h，挤压速度为0.2~1.6mm/s，挤压模具温度210~280℃，挤压筒温度200~370℃，出口温度为200~260℃，在挤压过程中尽量保证铸棒温度不要太高避免α2组织分解或粗化，导致制备的合金管脆性变大，但温度又不能太低，避免挤压过程能耗加大，导致挤压机过载闷车。
进一步，所述步骤（6）中,包括：a、300℃~370℃保温24h~48h，然后进行水淬、空冷和炉冷的超塑性处理，紧接着进行100℃~200℃退火热处理0h~12h；b、直接将管材进行100℃~200℃退火0h~12h，消除内应力得到组织性能稳定的锌铝合金管。
与现有技术比较，本发明针对传统模铸制备的锌铝合金铸棒，易出现组织疏松、组织不均和单独超塑性热处理过程中水淬速度和水淬深度难以把握等问题展开优化研究，尝试改用半连铸方法来铸造锌铝合金铸棒，并且通过特殊降温工艺让浇铸完成后的合金铸棒跨过单独超塑性处理工艺，即可获得足够的颗粒状过冷态α2组织，便于后期挤压出质量和效率更高的环保型延期体管材，实现从实验室几十公斤研究到吨位级别量产，为达到高效、环保的工业化生产奠定基础。
通过本发明对铸造工艺、热处理工艺以及相对应的挤压工艺的研究，可制备出拉拔性能优异的锌铝合金管，且挤压成型前无需单独超塑性工艺处理，工艺化繁为简，减短生产周期，本发明通过半连铸铸造吨位级别的锌铝合金铸棒，既解决了传统铸造浇铸过程受重力影响导致组织疏松、组织不均问题，又解决了铸棒在单独超塑性热处理过程中耗时长，水淬深度和速度难以把握，成材率低，工艺复杂等问题，使超塑性锌铝合金管材的制造不再只局限在实验室几十公斤级别的生产，工艺化繁为简，减短生产周期，对设备要求低，适合工业化生产，应用潜力巨大，目前通过该方法进行吨位级别的管材制备在锌铝合金领域尚无报道。
本发明的有益效果是：本发明通过半连铸铸造法，解决了传统铸造铸棒浇铸过程受重力影响容易导致凝固方向性差而造成组织疏松和不均，铸棒单独超塑性处理过程耗时长，水淬速度及淬火深度难以控制，工艺复杂，成材率不高，洁净度低等问题。本发明通过半连铸工艺，使组织更加均匀致密，并且在铸棒浇铸过程中巧妙的进行特定温度的水冷，使之获得大量颗粒状过冷态α2组织，从而不需要单独再进行超塑性处理，一方面与传统工艺相比，减少了工艺环节，减短了生产周期，降低了生产成本，另一方面也解决了吨位级别铸棒单独超塑性处理工艺过程中水淬速率和水淬深度不好把握的问题，提高了产品质量，使后期对应挤压工艺制备的外径为16mm壁厚为3mm的锌铝合金管材具有优异的拉拔性能，可进行20道次以上的拉拔，减径至直径为5.8mm以内。本发明采用的半连铸方法，热处理方法，以及挤压方法对设备要求低，已完全满足工业化大批量生产条件。
附图说明
图1是本发明一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法的工艺流程图。
图2是本发明半连铸铸造使用的多孔陶瓷过滤器。
图3是本发明半连铸铸棒在二次冷却水水冷却过程实物图。
图4是本发明半连铸铸棒在进行二次冷却水水冷却过程操作原理简图。
图5是本发明实施例2通过半连铸制得的锌铝合金铸棒图。
图6a和6b是本发明实施例1和实施例2经过传统模铸和半连铸制得的铸态试样的显微组织图。
图7a、7b和7c是本发明实施例1、实施例4和实施例2所制备管材的横截面显微织图。
图8是本发明实施例2制得的挤压管材实物图。
图9是本发明实施例2制得的装有延期药的挤压管材经过25道次拉拔减径至5.8mm延期索的实物图。
图10是本发明实施例1中的C曲线图。
图11是本发明实施例1中传统熔炼浇铸过程。
图12是本发明各管材制备过程所对应的工艺。
图13是本发明各工艺管材拉拔减径过程数据图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体的实施例对本发明进一步详细说明。
实施例1：本例为使用传统井式炉熔炼工艺，目的是作为本专利半连铸铸造铸棒的对比项。
传统模铸采用的设备是上海华晏产的SG2~7.5~12型井式电阻炉，在熔炼前用软毛刷等工具对熔炉进行清理，去除残留物杂质。在浇铸前对模具、钟罩，扒渣器进行除锈和水玻璃氧化锌混合物涂层处理并烘干预热，一方面为避免模具表面金属渗入熔融金属液，另一方面为避免器具对金属液产生骤冷影响组织均匀性，浇铸时金属液与水分发生剧烈反应会导致出现水蒸气喷发的危险。
将石墨坩埚等器具放入井式电阻炉随炉升温，铝和锌的熔点分别是660.32℃和419.5℃。根据金属熔炼原则，熔炼炉温度设定要比金属熔点高100℃左右，因此将熔炼炉设定为750℃，温度达到后加入事先切好的金属铝，然后迅速加入覆盖剂将金属表面覆盖避免金属挥发。
保温一段时间，待铝块全部融化后，加入切好锌块以及细化剂并再次添加覆盖剂，同时将熔炼炉温度下调至700℃，保温一段时间，待所有金属充分融化均匀后，依次加入清渣剂、精炼剂、除气剂，并用钟罩进行熔体搅拌，待反应完后，迅速扒除熔体浮渣，然后浇铸到提前准备好的模具中，浇铸出直径为110mm的铸棒。
将上述铸棒机加工成300mm长度后再进行超塑性处理。面心立方结构的富Zn相α2组织为软相组织，因此所述超塑性处理是等热处理炉温度稳定在360℃后将铸棒放入保温24h，铸态合金随着长时间360℃的保温，原子扩散剧烈，组织呈现均匀化，大部分层状(α1+η)共析组织也逐渐转变成软相α2组织。
在完成超塑性处理后，将上述铸棒放入放有冰块的冷水中进行快速水淬，而后机加工车去氧化皮至直径90mm。该富锌α2相在共析相变点275℃以上为热力学稳定相，在共析相变点275℃以下为热力学亚稳相，会倾向于转变为面心立方结构的富铝α1相和密排六方的富锌η相，此处统一称之为片状共析组织(α1+η)，片状组织内部存在微裂纹，属于硬脆相，会大幅度降低合金塑性，快速冷水淬火后，其温度下降曲线避过C曲线鼻尖如图9，从而获得大量的过冷态形式的α2组织。
将挤压筒进行预热，由于挤压筒是暴露在空气中，升温速度慢，为了令其达到235℃，需将挤压筒设置为310℃左右，待挤压筒升温至235℃，保温1小时。
将上述完成扒皮后的铸棒以及挤压模具在热处理炉中进行挤压前的预热保温，铸棒保温2h左右，模具保温3h以上，令铸棒温度保持在200℃，模具温度保持在280℃。
将上述温度分别保持在200℃和280℃的铸棒以及模具迅速从热处理炉中取出安装于660T型卧式挤压机中，进行速度为0.4mm/s的管材成型挤压，最后将挤压完毕的长管材静置，等温度下降至100℃左右后进行校直处理。
将上述成型后，外径为16mm，壁厚为3mm的管材切割成600mm，进行12小时150℃的退火处理，一方面为了消除管材因成型导致的内应力，一方面退火温度较低，不至于使管材组织粗化，造成塑性下降。
将上述退火处理后的管材填充入延期药之后进行拉拔实验，可顺利进行22道次减径拉拔至6.4mm，该合金管具有较好的拉拔性能，具体管材截面组织如图7a。
实施例2：从本例开始，以下实施例统一使用半连铸工艺。使用半连铸铸造工艺，在熔炼前用500kg99.7%的铝锭熔融液对熔炉进行清洗，除去积存的其他金属和非金属夹杂物。在浇铸前也需对模具、扒渣器、结晶器等进行除锈和涂层处理，在器具的金属表面涂上一层水玻璃氧化锌混合物涂层并烘干。
根据金属熔炼的一般原则，温度设定一般要比金属熔点高100℃左右，将铝锭在500℃下预热5小时左右，然后再调至950℃保温至金属完全融化（由于熔炼量较大，需要预热，避免金属长时间暴露于高于金属熔点温度下产生挥发，同时与井式电阻炉相比设置温度要高200℃，因为本次为500kg熔炼，产量较大，使用的是顶部加热的中科炉，加热顶距离底部一米左右，空间过大不易均匀加热，而井式电阻炉较小，为四周加热，受热均匀，因此采用950℃加热，但是实际溶液温度为660℃左右。
待铝锭完全熔化之后，迅速加入切好的Zn块，保温一段时间，待所有金属全部融化后再加入中间合金继续保温十五分钟至所有金属融化为止（中间合金在保温15分钟左右可以发挥最大的细化作用），然后进行最后的除渣和除气步骤，该步骤边往金属溶液边通入纯氩气边用经过涂层处理的扒渣器进行除渣，历时3min左右完毕。
除气除渣结束后待溶液温度大概630℃开始使用半连铸法浇铸，浇铸速度通过电磁调速电机控制器控制在1m/10min，浇铸出直径为110mm的长铸棒，如图5。
将半连铸铸造的铸棒机加工切成每段300mm，直径90mm，在管材挤压成型前不经过360℃超塑性处理，主要因为传统井式炉熔炼，是通过手动浇铸，如图11，其均匀性受重力影响很大，组织不均匀容易产生气孔，成材率相对半连铸较低，并且铸造后经过空冷，α2相减少，主要以(α1+η)层状结构为主，因此360℃的超塑性处理必不可少，而半连铸工艺熔体在经过如图2所示的陶瓷多孔过滤器后，被均匀地导入外壁用水冷却的结晶器中，在结晶器壁和结晶器底座的共同作用下，始终保持匀速顺序结晶，组织均匀且有明显的方向性，消除了气孔和疏松等缺陷，待铸棒达到一定高度后，如图4所示，就会在牵引机构带动下匀速离开结晶器，保证铸棒四周通风，利用红外线测温器，监控铸棒温度，将测温器固定于铸棒360℃左右位置，全程浇铸速度和牵引速保持不变，保证铸棒移动至测温器位置时温度基本稳定在360℃左右，再将来自结晶器下缘处的二次冷却水引至测温器下方约30cm位置进行持续的铸棒四面降温，使其获得大量颗粒状过冷态α2组织。
将挤压筒进行预热，由于挤压筒是暴露在空气中，升温速度慢，为了令其达到235℃，需将挤压筒设置为310℃左右，待挤压筒升温至235℃，保温1小时。
将上述未经过超塑性处理的半连铸铸棒以及挤压模具在热处理炉中进行挤压前的预热保温，铸棒保温2h左右，模具保温3h以上，令铸棒温度保持在200℃，模具温度保持在280℃。
将上述温度分别保持在200℃和280℃的铸棒以及模具迅速从热处理炉中取出安装于660T型卧式挤压机中，进行速度为0.4mm/s的管材成型挤压，最后将挤压完毕的长管材静置，等温度下降至100℃左右后进行校直处理。
将上述成型后，外径为16mm，壁厚为3mm的管材切割成600mm，进行12小时150℃的退火处理，一方面为了消除管材因成型导致的内应力，一方面退火温度较低，不至于使管材组织粗化，造成塑性下降。
将上述退火处理后的管材填充入延期药之后进行拉拔实验，可顺利进行25道次减径拉拔至5.8mm以内（由于没有对应更小模具，因此限于模具只能减径至5.8mm），该合金管具有极优异的拉拔性能，具体管材截面组织如图7c。
实施例3：除了挤压工艺中的挤压速度与实施例2不同外，熔炼铸造部分与实施例2一致。
将挤压筒进行预热，由于挤压筒是暴露在空气中，升温速度慢，为了令其达到235℃，需将挤压筒设置为310℃左右，待挤压筒升温至235℃，保温1小时。
将上述未经过超塑性处理的半连铸铸棒以及挤压模具在热处理炉中进行挤压前的预热保温，铸棒保温2h左右，模具保温3h以上，令铸棒温度保持在200℃，模具温度保持在280℃。
将上述温度分别保持在200℃和280℃的铸棒以及模具迅速从热处理炉中取出安装于660T型卧式挤压机中，进行速度为分别为0.2mm/s、0.8mm/s和1.6mm/s的管材成型挤压，最后将挤压完毕的长管材静置，等温度下降至100℃左右后进行校直处理，后机加工成长度600mm。
将上述管材进行12小时150℃退火处理，等温度降至室温后，填充入延期药进行拉拔实验，挤压速度为0.2mm/s、0.8mm/s和1.6mm/s的管材，分别可以拉拔减径至6.2mm、5.8mm和6.8mm。
实施例4：除了管材挤压成型前，铸棒多进行了360℃保温24h+水淬的超塑性处理，其余步骤与实施例2完全一致。
将退火处理后的管材填充入延期药之后进行拉拔实验，可顺利进行24道次减径拉拔至6mm，具体管材截面组织如图7b。
实施例5：除了管材挤压成型后，管材热处理工艺与实施例2不同，熔炼铸造部分和管材挤压成型部分与实施例2完全一致。
将上述管材分别进行360/WQ+150/12h、360/AC+150/12h和360/FC+150/12h处理，处理后的管材填充入延期药之后进行拉拔实验，可分别拉拔减径至9.6mm、7.2mm和6.4mm（360/WQ指360℃保温24h然后水淬降温；360/AC指360℃保温24h然后空冷降温；360/FC指360℃保温24h然后炉冷降温；150/12h指150℃保温12h的退火处理）。
具体的管材制备参数和管材拉拔道次如图12与图13.
以上所述仅为本发明的部分实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法其特征在于：合金配方环保，不含有毒重金属在熔炼过程中通过调控变质剂Al~10%RE、Al~5%Ti和Al~8%B的含量，将各元素含量控制为，Ti：0.01％~0.2%，RE：0.1%~0.5%，B：0.01%~0.1%，Al：22%，其余为Zn。
2.一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法其特征在于：按照以下步骤进行：（1）根据权利要求1的成分配方通过半连铸铸造制备吨位级别的工业雷管延期体材料锌铝合金溶液；（2）将合金熔液除渣除气后，引入多孔陶瓷过滤器和结晶器进行铸棒浇铸；（3）通过结晶器二次冷却水对铸棒进行降温；（4）将浇铸完成的吨位级别的长铸棒机加工成长度为300mm~500mm，直径110mm的合金棒材，进而用车床扒皮，去除表面氧化层；对扒皮后直径为90mm的铸棒进行挤压前预热处理，然后放入挤压机进行管材成型挤压；（5）对合金管进行热校直；（6）对较直后的管材进行切割，长度为400mm~600mm，紧接着进行热处理，进一步细化晶粒，消除加工应力提高塑性；（7）将管材进行轧尖，头部塞紧棉花后装入延期药，延期药紧实后尾部塞紧棉花避免延期药漏出；（8）用润滑油对装药后的管材进行整体润滑后进行多道次拉拔减径成所需尺寸的延期索。
3.根据权利要求2所述的一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，其特征在于：所述步骤（2）的铸造合金液经过如图2所示的陶瓷多孔过滤器后，均匀地导入外壁用水冷却的结晶器中，在结晶器壁和结晶器底座的共同作用下，始终保持匀速顺序结晶，组织均匀且有明显的方向性，使铸棒消除气孔和疏松缺陷。
4.根据权利要求2所述的一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，其特征在于：所述步骤（3）半连铸铸棒达到一定高度后，就会在牵引机构带动下匀速离开结晶器，控制好牵引速度，保证铸棒四周通风（当需要时可以使用电风扇进行四周温度疏散），利用红外线测温器，监控铸棒温度，将测温器固定于铸棒360℃左右位置，全程浇铸速度和牵引速保持不变，保证铸棒移动至测温器位置时温度基本稳定在360℃左右，再将来自结晶器下缘处的二次冷却水引至测温器下方约10cm~60cm位置进行持续铸棒四面降温。
5.根据权利要求2所述的一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的半连铸铸棒不需要在330℃~370℃保温24~48h再水淬火的超塑性处理，可直接在适当挤压温度下进行管材成型挤压。
6.根据权利要求2所述的一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，其特征在于：所述步骤（4）中，管材挤压详细工艺参数为：铸棒预热温度190~270℃，预热时间为2h~6h，挤压速度为0.2~1.6mm/s，挤压模具温度210~280℃，挤压筒温度200~370℃，出口温度为200~260℃。
7.根据权利要求2所述的一种半连铸工业化生产高品质Zn-22Al合金管材的方法，其特征在于：所述步骤（6）中,热处理包括：a、300℃~370℃保温24h~48h，然后进行水淬、空冷和炉冷的超塑性处理，紧接着进行100℃~200℃退火热处理0h~12h；b、直接将管材进行100℃~200℃退火0h~12h，消除内应力得到组织性能稳定的锌铝合金管。
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