NO794091L - Fremgangsmaate for fremstilling av et aluminiumlegeringsprodukt. - Google Patents
Fremgangsmaate for fremstilling av et aluminiumlegeringsprodukt.Info
- Publication number
- NO794091L NO794091L NO794091A NO794091A NO794091L NO 794091 L NO794091 L NO 794091L NO 794091 A NO794091 A NO 794091A NO 794091 A NO794091 A NO 794091A NO 794091 L NO794091 L NO 794091L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- temperature
- ingot
- alloy
- aluminum alloy
- cast
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 52
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 32
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 28
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 23
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910002065 alloy metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 13
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 claims description 12
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 5
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 26
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- YTHCQFKNFVSQBC-UHFFFAOYSA-N magnesium silicide Chemical compound [Mg]=[Si]=[Mg] YTHCQFKNFVSQBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910021338 magnesium silicide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 6
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 5
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 2
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
-
- 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
- C22F1/05—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 of the Al-Si-Mg type, i.e. containing silicon and magnesium in approximately equal proportions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
- B21B3/003—Rolling non-ferrous metals immediately subsequent to continuous casting, i.e. in-line rolling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Heat Treatment Of Nonferrous Metals Or Alloys (AREA)
- Metal Rolling (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Fremgangsmåte for fremstilling av et aluminiumlegeringsprodukt.
Description
Aluminiumlegeringen 6201 er en aluminium/magnesium/silisium-legering med høy mekanisk styrke og som i trådform i va r nve-bearbeidet tilstand har en strekkfasthet pa over 3230 kp/cm 2, en bruddforlengelse større enn 3 % og en elektrisk ledningsevne større enn 52,5 % IACS. Tidligere har trukkede stenger av aluminiumlegeringen 6201 og lignende aluminiumlegeringer blitt fremstilt for kommersielt bruk ved flere separate frem-st ill ingstr inn som omfatter støping av en aluminiumbarre, gjenoppvarming av barren til omkring 370 - 450°C, varmvalsing av den støpte barre til trukket stang og løsnings-behandling av stangen ved en temperatur på omtrent 540°C samt bråkjøling av stangen i vann. Denne stang koldtrekkes til tråd, og tråden utsettes for kunstig eldning ved temperaturer mellom 120 og 230°C. Ved denne prosess er det mulig å fremstille tråd med strekkfasthet og elektrisk ledningsevne lik eller bedre enn de verdier som kan oppnås for 6201-aluminium.
Skjønt den ovenfor angitte prosess gir et godtagbart produkt, vil en sådan porsjonsprosess eller ikke-kontinuerlig støpe-prosess bare være i stand til å fremstille en begrenset mengde stangmaterial, hvilket vil si at en barre av gitt størrelse bare vil kunne fremstille en tilsvarende materialmengdestang, og lengder av adskilt fremstilt stang må sveises sammen for å danne lengere stanglengder. Når barren gjenoppvarmes og valses for å danne stangmaterial, er det vanlig å ta bort for-enden av stangen da denne er av lavere kvalitet. Det vil således forekomme betraktelige mengder spillmaterial ved denne tidligere fremstillingsprosess. En langstrakt stang som omfatter flere lengder ble fremstilt i adskilte partier og sveiset sammen vil omfatte dårlig kornstruktur på sveise-stedene, hvilket vil påvirke stangens strekkfasthet og ledningsevne. Videre vil det være praktisk talt umulig å frembringe identiske tilstander ved gjenoppvarming og valsing av forskjellige valseemner, og de stanglengder som sveises sammen vil vanligvis ha forskjellige kornegenskaper.
For å gjenoppvarme stengene i dette porsjonssystem, må stengene behandles meget omsorgsfullt for å oppnå jevn opp- varming og et ensartet sluttprodukt. I den ovn hvor stangmaterialet plasseres for løsningsbehandling må det f.eks.' opprettes forholdsvis jevn varmefordeling for at stangmaterialet kan bli jevnt oppvarmet. Vanligvis må stangmaterialet videre anordnes slik at det blir tilstrekkelig sirkulasjon av luft eller gass i ovnen mellom kveilene for å sikre korrekt varmefordeling. Det er vanlig å plassere de enkelte kveiler av stangmaterial på forflyttbare stativer som holder kveilene i avstand fra hverandre for dette formål. Stativene vil imidlertid oppta plass i'ovnen og nedsette
det volum stangmaterial som kan oppvarmes. Skjønt formålet med gjenoppvarming av stangmaterialet er å løsningsbehandle materialet, er det ønskelig å sørge for at materialet ikke når en temperatur vesentlig høyere enn løsningstemperaturen, da overlappende partier av kveilene, av stangmaterial ellers lett vil hefte seg til hverandre eller bli sammensveiset. Denne vedheftning av partier av stangmaterialet vil frembringe overflatefeil på disse partier når de trekkes fra hverandre, og ofte vil kveilene være sammenheftet i sådan grad at flere stangk<y>eiler vil bli viklet ut sammen. Jevn varmefordeling i den ovn som anvendes for løsningsvarmebe-handling er således en praktisk nødvendighet for at stangmaterialet skal kunne løsningsbehandles raskt og jevnt for å holde risikoen for materialvedheftning lavest mulig.
De tidligere fremstilte porsjonsprosesser gir et betraktelig tidsrom hvori aluminium kan oksydere, f.eks. når den støpte barre avkjøles eller gjenoppvarmes, når stangmaterialet fra valseverket avkjøles eller gjenoppvarmes for løsningsbehandling, samt når den løsningsbehandlede stang fra gjenoppvarmings-ovnen nedkjøles. Resultatet av dette er at stangen oksyderes i vesentlig grad, hvilket gjør den forholdsvis hård for trekningsformål og gir stangen en forholdsvis matt overflate. Videre vil en sterkt oksydert og hård stang være vanskeligere å trekke og de anvendte trekkdyser nedbrytes raskt. De forskjellige prosesstrinn som er påkrevet ved den tidligere anvendte porsjonsprosess for utforming av stenger av aluminiumlegeringen.6201, er kostbare da separat håndtering av stangen er påkrevet mellom og under de forskjellige prosesstrinn. Produktet må videre behandles forsiktig og ekstra utstyr må være tilgjengelig og vedlikeholdt for håndtering av produktet.
En forbedret fremgangsmåte for kontinuerlig støping og valsing av aluminiumlegeringen 6201 er beskrevet i US patentskrift nr. 3.613.767. Kort fortalt gjelder den angitte oppfinnelse i dette patentskrift en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av aluminiumlegeringsstang, slik som f.eks. av aluminiumlegeringen 6201, uten at det ér nødvendig å gjenoppvarme barren eller stangen under prosessen. Det stangmateriale som avgis fra en kontinuerlig støpemaskin ble ført gjennom et valseverk, et bråkjølingsrør og derpå nedkjølt, idet det hele fant sted i en kontinuerlig prosess. Varmeinnholdet i den støpte stang som kommer ut fra den kontinuerlige støpemaskin ble ikke ledet bort og barretemperaturen ble bibeholdt i temperaturområdet for løsningsbehandling av metallet mens stangen ble overført til valseverket. Stangen ble så varm-bearbeidet i valseverket og bråkjølt umiddelbart etter ut-løpet fra valseverket, således at den tid som forløper mellom barrens innløp i valseverket til stangen ble nedkjølt til et temperaturnivå under legeringsmetallets krystallisasjons-temperatur, var mindre enn den tid legeringsmetallene trenger for å utfelles til korngrensene i materialet. Etter at stangen var bråkjølt befant den seg på en temperatur under den temperatur hvor umiddelbar og vesentlig utfelling finner sted. Når så stangen ble koldtrukket til tråd fikk den en usedvanlig høy strekkfasthet og forholdsvis høy elektrisk ledningsevne, samt usedvanlig klart utseende. De hoved-problemer som oppstod ved separat behandling mellom hver av prosesstrinnene i tidligere kjente fremstillingsprosesser,
ble således overvunnet ved den praksis som er beskrevet i US patentskrift nr. 3.613.767. Denne løsning av de iboende problemer i de tidligere porsjonsfremstillingsprosesser for bearbeiding av aluminiumlegeringen 6201, førte imidlertid til en aluminiumlegeringsstang som på grunn av varmetapet mellom støpehjulet i den kontinuerlige støpemaskin og stangens inn-løp til valseverket hadde store indre utfellinger av størrelses-
orden'20 000 Ångstrømenheter på grunn av den forholdsvis høye temperatur hvorved utfellingen fant sted. Løsningen av de problemer som foreligger ved porsjonsfremstilling av gjen-stander av aluminiumlegeringen 6201 ved den fremgangsmåte som angitt i US patentskrift nr. 3.613.767 frembringer imidlertid et fullstendig nytt problem. I spalte 5 og med begynnelse i linje 38 av US patentskrift nr. 3.613.767 er det angitt følgende: "Det er funnet at temperaturen og andre forhold i prosessen kan varieres innenfor rimelige grenser uten at produktets egenskaper nedsettes. Temperaturen av det smeltede materiale i støpebeholderen og den metallbarre som tas ut fra støpe-hjulet, synes f.eks. ikke å ha noen virkning på kvaliteten av den fremstilte stang av legering 6201, såsant temperaturen ikke senkes under løsningstemperaturen". Skjønt dette kan være korrekt med hensyn til egenskapene for . legeringen 6201, er det imidlertid ikke riktig når det gjelder egenskapene av den støpte barre og den tråd som valses av barren.
US patentskrift nr. 3.613.767 beskriver en fremgangsmåte for kontinuerlig støping av legeringen 6201, og som krever at den støpte stang løper ut av støpemaskinen ved én temperatur over løsningstemperaturen og forblir over denne temperatur inntil den støpte barre løper inn i valseverket hvor varmbearbeiding og derpå bråkjøling finner sted.
For å oppfylle dette krav må den støpte barre i henhold til US patentskrift nr. 3.613.767 avgis fra støpehjulet ved en temperatur som ligger vesentlig over legeringens løsnings-temperatur. For å ta ut den støpte barre fra støpehjulet ved de temperaturer som er angitt i US patentskrift nr. 3.613.767 må bare nedkjøles på sådan måte at den ikke blir helt.fast før den når et punkt på støpehjulet som smeltet metall ikke kan strømme inn i, og fyller de hulrom som opptrer i barren ved krympning av metallet i støpeformen under størkningsprosessen. Hvis sådanne hulrom oppstår i de ytre partier av den støpte barre, vil det finne sted oksydasjon inne i hulrommet og når barren valses vil oksydinnleiringer bli oppfanget i den ferdige stang, således at stangmaterialet blir sprødt på de steder hvor oksydinnleiringene opptrer, hvilket i vesentlig grad nedsetter stangens trekkbarhet. Hvis hullrom som skriver seg fra størkningskrympningen opptrer i det indre av stangen hvor oksydering ikke kan finne sted, vil sådanne hulrom frembringe indre småsprekker som i vesentlig grad påvirker stangens forlengelse og således direkte øver innflytelse på stangenskoldbearbeidingsegenskaper.
Det er også funnet at løsningstemperaturen for legeringen 6201 varierer i overensstemmelse med konsentrasjonen av de legeringselementer som foreligger i legeringsmaterialet, idet legeringens løsningstemperaturområde vil være lavere jo høyere legerings-elementenes konsentrasjon er. Med de konsentrasjonsområder som er foreskrevet for legeringen 6201, vil således løsnings-temperaturen variere fra omkring 450 til omkring 615°C. US patentskrift nr. 3.613.767 angir således ikke noen godtagbar fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av stangmaterialet av legeringen 6201 og med legeringsbestanddeler idet området som frembringer løsning i legeringen ved temperaturer i den øvre del av løsningstemperaturområdet for legeringen 6201.
Det er således fremdeles behov for vesentlige forbedringer i en fremstillingsprosess for kontinuerlig støping av stangmaterial som er egnet for varmebehandling, av aluminiumlegeringer som 6201.
For klargjøring skal det angis at det med uttrykket aluminiumlegeringer egnet for varmebehandling, slik det anvendes i foreliggende tekst, betyr sådanne aluminiumlegeringer som inneholder legeringselementer med høy evne til fast løsning. i aluminium ved høye temperaturer samt lav evne til fast løsning i aluminium nedkjølt til romtemperatur. Disse legeringer herdes ved utfelling av en annen fase under varmebehandling, og legeringselementene holdes i løsning ved rask bråkjøling fra høye temperaturer.
For ytterligere klargjøring skal det angis at uttrykket bearbeidede aluminiumlegeringer slik det er anvendt i foreliggende tekst, betyr sådanne aluminiumlegeringer som inneholder legeringselementer med lav evne til løsning i fast fase i aluminium ved høye såvel som ved lave temperaturer.
Disse legeringer herdes normalt ved bearbeidningsherdning, hvilket er en herdningsmekanisme som finner sted under kold-bearbeidning av vedkommende legering.
Det er således et formål for foreliggende oppfinnelse å angi
en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av aluminium-legeringsprodukter av aluminiumlegeringer som er egnet for varmebehandling.
Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å angi
en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av et stangmaterial av aluminiumlegering egnet for varmebehandling, uten at det er nødvendig med gjenoppvarming av en barre eller stang for å frembringe et produkt med høy strekkfasthet og høy ledningsevne.
Et annet formål for foreliggende oppfinnelse er å frembringe
et forbedret produkt av aluminiumlegeringen 6201 samt én fremgangsmåte for utforming av et sådant produkt uten at det dannes store utfelte intermetalliske partikler i kornstrukturen.
Et annet formål for oppfinnelsen er å angi en økonomisk og
lett utførbar fremgangsmåte for fremstilling av stangmateriale av aluminiumlegeringen 6201. Det er ennå et annet formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte for kontinuerlig fremstilling av stangmaterial egnet for varmebehandling fra aluminiumlegeringer 6201 og med løsningstemperaturer innenfor temperaturområdet fra 450 til 580°C.
Det er ennå et annet formål for oppfinnelsen å angi en fremgangsmåte for kontinuerlig støping og valsing av et stangmaterial av aluminiumlegering 6201 og egnet for varmebehandling, på sådan måte at den støpte barre ikke er gjenstand for størkningskrympning.
Det er et annet formål for foreliggende oppfinnelse å angi
et forbedret aluminiumlegeringsprodukt av legeringen 6201
og som er egnet for varmebehandling, idet det oppnås en mer ensartet varmebehandling langs produktets hele lengde-utstrekning.
Andre formål, særtrekk og fordeler ved' foreliggende oppfinnelse vil bli ytterligere klargjort ved følgende nærmere beskrivelse under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Fig. 1 viser skjematisk og sett fra siden støpemaskin, valseverk, bråkjølingsrør samt kveileanordning for anvendelse ved foreliggende fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen, Fig. 2 er et ternær-diagram som grafisk viser løseligheten av magnesium, silisium og den intermetalliske forbindelse magnesiumsilisid i aluminium ved forskjellige temperaturer,
og
Fig. 3 er en grafisk fremstilling av virkningen av å varme-behandle aluminiumlegeringen 6201 i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte sammenlignet med tidligere kjente fremgangsmåter for behandling av legeringen 6201.
Det skal nå nærmere henvises til tegningene, hvor samme hen-visningstall angir tilsvarende deler i de forskjellige figurer.
Fig. 1 viser en støpemaskin 10, et varmeapparat 11, et valseverk 12, et sammenstilt bråkjølingsrør 13 og en kveileanordning 14. Kort fortalt omfatter fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse tilførsel av smeltet metall fra en smelteovn (ikke vist) til et støpehjul 10a i støpemaskinen 10. Det smeltede metall avkjøles og størkner på støpehjulet 10a samt avgis som en fast barre 15 ved en temperatur under 500°C idet barren føres frem til og gjennom varmeapparatet 11 hvor den faste barre 15 kontinuerlig oppvarmes inntil barrens temperatur ligger i området fra 450 til 580°C. Den opp-varmede barre 15 føres så frem til og gjennom valseverket 12. Produktet forlenges og får samtidig nedsatt tverrsnitt
i valseverket 12, og kommer ut som en bearbeidet stang 17. Stangen 17 føres gjennom et sett bråkjølingsrør 13 som omfatter et første bråkjølingsrør 18, klemvalser 19, et annet bråkjølingsrør 20, klemvalser 21 samt en stangføring 22.
Den ferdige stang kommer ut av stangføringen 22 og kveiles
opp i kveileranordningen 14. Pumpen 23 mottar'bråkjølings-væsken fra samlebrønnen 24 og setter det første bråkjølings-rør 18 under trykk. Bråkjølingsvæsken føres gjennom brå-kjølingsrøret 18 i en strømningsretning langs bevegelsesbanen for stangen 17 og føres gjennom et kanalsystem til kjøletårnet 26, hvor væsken nedkjøles og resirkuleres tilbake til samle-brønnen 24. Pumpen 27 mottar bråkjølingsvæske fra samlebrønnen 28 og setter det annet bråkjølingstrinn 20 under trykk.
Bråkjølingsvæsken i det annet trinn føres gjennom bråkjølings-røret 20 mot bevegelsesretningen for stangen 17, og ledes . gjennom et kanalsystem til kjøletårnet 31 hvor væsken ned-kjøles og resirkuleres tilbake til samlebrønnen 28. Kjøle-væskene bibeholdes således på regulerte temperaturer under bråkjølingsprosessen.
Nærmere bestemt er det smeltede metall som behandles i foreliggende apparat en aluminiumlegering som er egnet for varmebehandling. Hvis det produkt som skal utformes skal være av aluminiumlegeringen 6201, er materialets innhold av silisium og magnesium henholdsvis fra omkring.0,50 til omkring 0,90 % og fra omkring 0,60 til omkring 0,90 %. Innholdet av silisium og magnesium i det behandlede legeringsmaterial kan variere utover det fastlagte område for legeringen 2601
og omfatte de utvidede områder på henholdsvis 0,3 til omkring 1,2 % for både silisium og magnesium, hvis så ønskes.
Metallet helles i smeltet, tilstand gjennom en fiberglasskjerm
i en holdedigel som holdes på en temperatur over 650°C og vanligvis omkring 690°C. Fra en holdedigel føres metallet inn
i støpehjulet 10a hvor det nedkjøles og størknes til en støpe-barre 15 så hurtig at invers segring hovedsakelig vil bli nedsatt til et minimum, f.eks. med en temperatursenkning fra omkring 11°C pr. sekund når støpning av en barre med tverrsnitt på 21,3 cm finner sted med en støpehastighet pa 9 m pr. minutt, til en temperatursenkning på omkring 15°C pr.. sekund når støpning av en barre med samme tverrsnitt finner sted med en støpehastighet på 12 m pr.'minutt, samt omtrent 22°C pr. sekund når støpning av en tilsvarende barre utføres med en støpehastighet på 15 m pr. minutt. Den støpte barre avgis fra støpehjulet 10a ved en temperatur fra omkring 370°C til omkring 500°C og føres frem til og gjennom varmeapparatet 11, hvor temperaturen av den støpte barre økes til en verdi hvor legeringselementene bringes til oppløsning. Varmeapparatet 11 overfører kontinuerlig energi til stangen og øker derved temperaturen av stangen 15 fra omkring 450 til omkring 580°C, og vanligvis fra omkring 510°C til omkring 550°C samt avhengig av legeringens sammensetning opp til fra omkring 550 til omkring 580°C. Når den støpte barre kommer ut av varmeapparatet 11, føres den henimot og gjennom valseverket.12, hvor barren varmbearbeides og belegges med en oljeløsning som holdes på omkring 40 % ved en temperatur under 95°C, og vanligvis ved omkring 70°C. Valseverket 12 omfatter flere valsetrinn som presser sammen den støpte barre vekselvis oven-fra og nedover og fra side til side, hvilket etterhvert forlenger støpebarren og nedsetter dens tverrsnitt, således at barren etterhvert formes til en trekkstang 17. Mengden av oljeløsning i valseverket 12 holdes på et nivå som tilsvarer omkring 2/3 av oljemengden i et typisk kontinuerlig støpesystem for EC-stang. Temperaturen og mengden av kjøle-middel som tilføres stangen i valseverket kan innstilles slik at når stangen 17 kommer ut av valseverket 12, vil stang-materialets temperatur være på et sådant nivå at stangen fremdeles befinner seg i temperaturområdet for varmbearbeiding, som vanligvis ligger over 345°C, således at legerings-materialene ikke vil være utfelt fra aluminiummatrisen. Den lave mengde kjølemiddel som tilføres stangmaterialet i valse verket krever høyere smøremiddelkonsentrasjon, nemlig omkring 40 % oljeløsning, sammenlignet med omtrent 10 % for et valse-system for EC-stang, og strømningen innstilles slik at like stor strømning av kjølemiddel opprettholdes i hvert valsetrinn.
Fig. 2 viser et ternær-diagram som grafisk angir løseligheten av magnesium, silisium og magnesiumsilisid i aluminium ved forskjellige temperaturer fra 440 til 535°C eller 825 til 995°F.
Den rette linje 40 representerer økningen i løselighet for magnesium, silisium og magnesiumsilisid i legeringssystemet 6201 ettersom temperaturen øker til omkring 535°C. Punktet 42 på den rette linje 40 representerer den mengde magnesium, silisium og magnesiumsilisid som befinner seg i løsning i en kontinuerlig støpt stang av aluminiumlegeringen 6201 når stangen er behandlet i henhold til tidligere kjent teknikk for varmebehandling av kontinuerlig støpt legering 6201. Punktet 43 representerer imidlertid den mengde magnesium, magnesiumsilisid og silisium som holdes i løsning i legeringssystemet 6201 når en kontinuerlig støpt stang av aluminiumlegeringen 6201 varmebehandles i henhold til foreliggende oppfinnelse. Som det vil fremgå av diagrammet i fig. 2, oppnås det en 162 % økning i den mengde magnesiumsilisid som befinner seg i løsning i legeringssystemet 6201 når legeringen støpes kontinuerlig og valses til en stang samt varmebehandles i samsvar med foreliggende oppfinnelse under den kontinuerlige støpe- og valseprosess.
Et eksempel på de forbedrede egenskaper som oppnås ved øket mengde av magnesiumsilisid i løsning i legeringsmatrisen før eldning og utfelling, vil bli angitt i det følgende. En barre ble kontinuerlig støpt ved anvendelse av den tidligere kjente fremgangsmåte for varmebehandling av kontinuerlig støpt aluminiumlegering 6201 og de følgende egenskaper ble oppnådd. Strekkfastheten for den ferdige tra• d var 3 210 kp/cm<2>med en bruddforlengelse på 8,3 % og en ledningsevne på 52,5 % IACS. Etter å ha fastslått de ovenfor angitte egenskaper som et vurderingsgrunnlag, ble barretemperaturen øket fra 480 til 550°C i samsvar med oppfinnelsens fremgangsmåte på et sted mellom støpemaskinen og barrens innløp i valseverket. Barren ble så valset til en stang og trukket til tråd, og de fysiske egenskaper for den fremstilte tråd fra den barre som var behandlet i henhold til foreliggende oppfinnelse, var som angitt i følgende tabell:
Fig. 3 er en grafisk fremstilling av de egenskaper som oppnås ved den tidligere kjente varmebehandling av kontinuerlig støpt stang av aluminiumlegering 6201, samt tilsvarende legeringsstang kontinuerlig støpt og varmebehandlet i henhold til oppfinnelsen, idet kurven 50 angir forholdet mellom ledningsevne og strekkfasthet for en tråd fremstilt av stangmaterial av aluminiumlegering 6201 behandlet i henhold til kjent teknikk, mens kurve 52 angir forholdet mellom ledningsevne og strekkfasthet for tråd fremstilt av stangmaterialet av aluminiumlegering 6201 behandlet i henhold til oppfinnelsens fremgangsmåte.
Skjønt foreliggende oppfinnelse er blitt inngående beskrevet under henvisning til foretrukkede utførelser, vil det forstås at variasjoner og modifikasjoner kan utføres innenfor oppfinnelsens ramme slik den er beskrevet ovenfor og fastlagt ved de etterfølgende patentkrav.
Claims (17)
1. Fremgangsmåte for fremstilling av et varmebearbeidet aluminiumlegeringsprodukt som er egnet for varmebehandling og har vesentlig øket lagringsholdbarhet, karakterisert ved at smeltet aluminiumlegering støpes i en kontinuerlig støpeform, den smeltede aluminiumlegering nedkjøles under stopningen til en temperatur under 500°C så raskt at invers, segring hovedsakelig nedsettes til et minimum, for dannelse av en støpt barre, den støpte barre fjernes kontinuerlig fra den kontinuerlige støpeform og oppvarmes før varmebearbeiding av støpebarren innledes til en temperatur over den temperaturverdi hvor legeringsmetallene utfelles i vesentlig grad, varmbearbeidingen av den støpte barre innledes mens barren befinner seg ved en temperatur innenfor legeringens temperaturområde for varmbearbeiding og tilsvarer en løsningstemperatur for vedkommende metall, idet varmbearbeidningen av den støpte stang fortsetter mens temperaturen av den støpte barre holdes innenfor temperaturområdet for varmbearbeiding, og barrens temperatur nedsettes etter varmbearbeidningen, hvorunder barrens temperatur reguleres under varmbearbeidningen og temperatursenkningen på sådan måte at temperaturen av barren nedsettes fra løs-ningstemperaturen til en temperatur hvor det ikke finner sted noen vesentlig umiddelbar utfelling i løpet av et tidsintervall som ikke tillater vesentlig utfelling, samt regulering av temperaturen for løsningsvarmebehandling av barren innenfor løsningstemperaturområdet og regulering av den tid barren befinner seg innenfor løsningstemperaturområdet på sådan måte at det fremstilte produkt oppnår regulert utfelling under naturlig eldning.
2.. Fremgangsmåte for fremstilling av stangmaterialet med vesentlig forlenget lagringsholdbarhet av en aluminiumlegering som inneholder fra 0,3 til 1,2 vekt% silisium, 0,3 til 1,2 vekt% magnesium og resten hovedsakelig aluminium, karakterisert ved at fremgangsmåten omfatter følgende prosesstrinn:
a) en smeltet aluminiumlegering som inneholder 0,3 til 1,2 vekt% silisium, 0,3 til 1,2 vekt% magnesium og resten hovedsakelig aluminium innføres i støpesporet på et kontinuerlig støpehjul ved en temperatur over aluminiumlegeringens smeltepunkt,
b) den smeltede aluminiumlegering nedkjøles i støpesporet så raskt at invers segring hovedsakelig vil nedsettes til' et minimum, for dannelse av en støpebarre,
c) støpebarren fjernes fra støpesporet ved en temperatur under 500°C,
d) den støpte barre føres gjennom et varmeapparat for hevning av barrens temperatur til en verdi over den temperatur hvor legeringsmetallene utfelles i vesentlig grad,
e) den støpte aluminiumlegeringsbarre varmbearbeides kontinuerlig til et stangmaterial ved en temperatur over den temperaturverdi hvor legeringsmetallene utfelles',
f) stangmaterialet bråkjøles kontinuerlig til et temperaturnivå under den temperaturverdi hvor vesentlig umiddelbar utfelling av legeringsmetallene finner sted, idet nedkjølingen av den støpte legering fra begynnelsen av varmbearbeidningen til slutten av bråkjølingen finner sted innenfor et tidsintervall som er så kort at vesentlig utfelling av legeringsmetaller ikke kan finne sted, og
g) under prosesstrinnene c) , d)_, e) og f) reguleres temperaturen for barrens løsningsvarmebehandling innenfor løsnings-temperaturområdet samt den tid barren befinner seg innenfor dette temperaturområdet under disse prosesstrinn på sådan måte at det fremstilte produkt får regulert utfelling under naturlig eldning.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at den smeltede aluminiumlegering nedkjøles til en temperatur fra 370 til- 500°C i støpe-sporet.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at temperaturen av den støpte barre etter passasjen gjennom varmeapparatet ligger i området fra 450 til 580°C.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at temperaturen av den støpte barre som føres inn i varmbearbeidingstrinnet ligger i området fra 450 til 580°C.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at det prosesstrinn som går ut på kontinuerlig varmbearbeiding. av den støpte legering til utforming av en stang ved en temperatur over det temperaturnivå hvorved legeringsmetallene utfelles, omfatter regulering av barrens temperatur under varmvalsing av aluminium-leger ingsbarren ved påføring av en oljeløsning på barren mens den utvalses, idet oljeløsningen befinner seg ved en temperatur på mindre enn 95°C.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert ved at det prosesstrinn som går ut på kontinuerlig bråkjøling av stangen til en temperatur under det temperaturnivå hvorved hovedsakelig umiddelbar utfelling av legeringsmetallene finner sted, samt fullføring av aluminiumlegeringens nedkjøling fra begynnelsen av varm-behandlingstrinnet til slutten av bråkjølingstrinnet i løpet av et tidsintervall som er tilstrekkelig kort til at vesentlig utfelling av legeringsmetallene ikke kan finne sted, omfatter bråkjøling av den varmvalsede stang umiddelbart etter at den kommer ut fra varmvalseverket til en temperatur mindre enn 205°C, mens tidsintervallet mellom innføringen i varmvalseverket og fullføringen av nedkjølingen til nevnte temperatur under 205°C ligger mellom 4 og 30 sekunder..
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur etter at den er passert gjennom varmeapparatet ligger i området fra 450 til 510°C.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur etter at den har passert gjennom varmeapparatet ligger i området fra 510 til 550°C.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur etter at den har passert gjennom varmeapparatet ligger i området fra 550 til 580°C.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur når den trer inn i varmbearbeidingstrinnet ligger i området fra 450 til 510°C.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur når den trer inn i varmbearbeidningstrinnet ligger i området fra 510 til 550°C.
13. Fremgangsmåte' som angitt i krav 2, karakterisert ved at støpebarrens temperatur når den trer inn i varmbearbeidingstrinnet ligger i området fra 550 til 580°C.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 2 og videre omfatter trekning av stangen til tråd,
karakterisert ved at den ferdigtrukkede tråd 2 har en strekkfasthet pa minst 4080 kp/cm , en bruddforlengelse på minst 7,9 % og en elektrisk ledningsevne på minst 52,5 % IACS.
15. Anvendelse- av kjent støpeutrustning for kontinuerlig støping som omfatter følgende prosesstrinn:
a) innføring av en smeltet aluminiumlegering i støpesporet på et kontinuerlig støpehjul ved en temperatur over aluminium legeringens smeltepunkt,
b) avkjøling av den smeltede aluminiumlegering i støpesporet for dannelse av en støpebarre,
c) fjerning av støpebarren fra støpesporet/
d) kontinuerlig varmbearbeiding av den støpte aluminiumlegering for dannelse av en stang, og
e) kontinuerlig oppkveiling av stangen, karakterisert ved at:
f) aluminiumlegeringen i prosesstrinn a) inneholder fra 0,3 til 1,2 vekt% silisium, 0,3 til 1,2 vekt% magnesium samt resten hovedsakelig aluminium, trinn b) utføres så raskt at invers segring hovedsakelig nedsettes til et minimum, prosesstrinn c) utføres ved en temperatur under 500°C, den støpte barre føres før varmbearbeiding gjennom et varmeapparat hvorved barrens temperatur heves over den temperatur hvorved legeringsmetallene utfelles i vesentlig grad, prosesstrinn d) utføres ved en temperatur over den temperaturverdi hvorved legeringsmetallene utføres, idet stangen før prosesstrinn e) kontinuerlig bråkjøles til et temperaturnivå under den temperatur hvorved vesentlig umiddelbar utfelling av legeringsmetaller finner sted, nedkjølingen av støpelegeringen fra begynnelsen av varmbearbeidingstrinnet til slutten av bråkjølingstrinnet fullføres innenfor et tidsintervall som er så kort at ingen vesentlig utfelling av legeringsmetallene kan finne sted,
og støpebarrens temperatur ved løsningsvarmebehandlingen reguleres under prosesstrinnene c) og d) til å ligge innenfor løsningstemperaturområdet og således samt den tid barren befinner seg innenfor løsningstemperaturområdet under nevnte prosesstrinn, reguleres slik at det endelige produkt oppnår regulert utfelling under naturlig eldning.
16. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at aluminiumlegeringen inneholder fra 0,5 til 0,9 vekt% silisium og fra 0,6 til 0,9 vekt% magnesium.
17. Fremgangsmåte som angitt i krav 15, karakterisert ved at aluminiumlegeringen inneholder fra 0,5 til 0,9 vekt% silisium og fra 0,6 til 0,9 vekt% magnesium.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US97419278A | 1978-12-26 | 1978-12-26 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO794091L true NO794091L (no) | 1980-06-27 |
Family
ID=25521721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO794091A NO794091L (no) | 1978-12-26 | 1979-12-14 | Fremgangsmaate for fremstilling av et aluminiumlegeringsprodukt. |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS55119141A (no) |
KR (1) | KR830001394A (no) |
AT (1) | AT371843B (no) |
AU (1) | AU531337B2 (no) |
BE (1) | BE876214A (no) |
BR (1) | BR7908465A (no) |
CA (1) | CA1133805A (no) |
CH (1) | CH651323A5 (no) |
DE (1) | DE2951911A1 (no) |
ES (1) | ES481719A1 (no) |
FI (1) | FI65030C (no) |
FR (1) | FR2445389A1 (no) |
GB (1) | GB2046784B (no) |
IN (1) | IN153512B (no) |
IT (1) | IT1164818B (no) |
MX (1) | MX5801E (no) |
NL (1) | NL7909310A (no) |
NO (1) | NO794091L (no) |
SE (1) | SE7910553A0 (no) |
ZA (1) | ZA796999B (no) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
LU83249A1 (fr) * | 1981-03-23 | 1983-02-22 | Huwaert Leo Cloostermans | Procede de fabrication de fil machine en aluminium |
CN105821352A (zh) * | 2016-04-17 | 2016-08-03 | 广东工业大学 | 一种铝材搅拌摩擦焊缝及母材强度均匀性的改进工艺方法 |
CN107916336A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-04-17 | 宁夏太阳镁业有限公司 | 一种镁合金精炼坩埚 |
CN114769542B (zh) * | 2022-03-18 | 2024-03-15 | 云南云铝泽鑫铝业有限公司 | 一种6系铝镁硅合金的棒材生产的铸造工艺 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3613767A (en) * | 1969-05-13 | 1971-10-19 | Southwire Co | Continuous casting and rolling of 6201 aluminum alloy |
DE2602339C2 (de) * | 1975-01-24 | 1985-11-14 | Southwire Co., Carrollton, Ga. | Verfahren zum Stranggießen einer Aluminiumlegierung |
-
1979
- 1979-04-27 AU AU46560/79A patent/AU531337B2/en not_active Ceased
- 1979-05-03 FI FI791423A patent/FI65030C/fi not_active IP Right Cessation
- 1979-05-11 BE BE0/195129A patent/BE876214A/xx not_active IP Right Cessation
- 1979-06-04 MX MX798040U patent/MX5801E/es unknown
- 1979-06-20 ES ES481719A patent/ES481719A1/es not_active Expired
- 1979-12-14 NO NO794091A patent/NO794091L/no unknown
- 1979-12-19 GB GB7943706A patent/GB2046784B/en not_active Expired
- 1979-12-20 SE SE7910553A patent/SE7910553A0/sv unknown
- 1979-12-20 FR FR7931279A patent/FR2445389A1/fr active Granted
- 1979-12-21 CA CA342,603A patent/CA1133805A/en not_active Expired
- 1979-12-21 ZA ZA00796999A patent/ZA796999B/xx unknown
- 1979-12-21 BR BR7908465A patent/BR7908465A/pt unknown
- 1979-12-21 IT IT51176/79A patent/IT1164818B/it active
- 1979-12-21 IN IN932/DEL/79A patent/IN153512B/en unknown
- 1979-12-21 DE DE19792951911 patent/DE2951911A1/de not_active Ceased
- 1979-12-26 KR KR1019790004612A patent/KR830001394A/ko unknown
- 1979-12-26 JP JP16843279A patent/JPS55119141A/ja active Granted
- 1979-12-26 NL NL7909310A patent/NL7909310A/nl not_active Application Discontinuation
- 1979-12-27 AT AT0815579A patent/AT371843B/de not_active IP Right Cessation
- 1979-12-27 CH CH11474/79A patent/CH651323A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR830001394A (ko) | 1983-04-30 |
AT371843B (de) | 1983-08-10 |
IN153512B (no) | 1984-07-21 |
FR2445389B1 (no) | 1984-10-26 |
CA1133805A (en) | 1982-10-19 |
MX5801E (es) | 1984-07-25 |
AU4656079A (en) | 1980-07-03 |
JPS55119141A (en) | 1980-09-12 |
ZA796999B (en) | 1981-01-28 |
JPS639011B2 (no) | 1988-02-25 |
SE7910553L (sv) | 1980-01-27 |
ES481719A1 (es) | 1980-03-01 |
SE7910553A0 (sv) | 1980-01-27 |
CH651323A5 (de) | 1985-09-13 |
BE876214A (fr) | 1979-09-03 |
DE2951911A1 (de) | 1980-07-03 |
FI65030C (fi) | 1984-03-12 |
FR2445389A1 (fr) | 1980-07-25 |
GB2046784A (en) | 1980-11-19 |
IT7951176A0 (it) | 1979-12-21 |
FI791423A (fi) | 1980-06-27 |
NL7909310A (nl) | 1980-06-30 |
GB2046784B (en) | 1983-08-03 |
IT1164818B (it) | 1987-04-15 |
BR7908465A (pt) | 1980-07-22 |
AU531337B2 (en) | 1983-08-18 |
ATA815579A (de) | 1982-12-15 |
FI65030B (fi) | 1983-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11590565B2 (en) | Metal casting and rolling line | |
JP2992602B2 (ja) | 高強度合金線の製造法 | |
US4238248A (en) | Process for preparing low earing aluminum alloy strip on strip casting machine | |
FI77057C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av roer, staenger och band. | |
US6764559B2 (en) | Aluminum automotive frame members | |
EP0787541A1 (en) | Method of manufacturing seamless steel pipes and manufacturing equipment therefor | |
MXPA97002792A (es) | Procedimiento para fabricar tubos de acero sin costura | |
EP2698216B1 (en) | Method for manufacturing an aluminium alloy intended to be used in automotive manufacturing | |
US4066475A (en) | Method of producing a continuously processed copper rod | |
NO794091L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av et aluminiumlegeringsprodukt. | |
GB2046783A (en) | Process for the treatment of a precipitation hardenable non-ferrous material | |
US4177085A (en) | Method for solution heat treatment of 6201 aluminum alloy | |
NO143866B (no) | Fremgangsmaate for kontinuerlig fremstilling av stangmaterial av en aluminiumlegering | |
CA1100391A (en) | Method for solution heat treatment of 6201 aluminum alloy | |
KR810000218B1 (ko) | 알루미늄 합금봉의 연속주조 방법 | |
JPS6159378B2 (no) | ||
NO155734B (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av en stangtraad av en utskillingsherdbar aluminiumlegering. | |
DE68925578T3 (de) | Verfahren zur herstellung dünner bleche aus cr-ni und rostfreiem stahl mit ausgezeichneten eigenschaften, sowie oberflächenqualität und materialqualität | |
JPS6345353A (ja) | 6201の如きアルミニウム合金の改良された溶体化熱処理方法 | |
JPH02251338A (ja) | 塑性加工用金属の鋳造方法 | |
JPH05255748A (ja) | 伸線用線材の製造方法および装置 | |
US3460997A (en) | Control of mechanical properties and aging characteristics of flat rolled steel product | |
JPS6254168B2 (no) |