[發(fā)明專利]一種無變質(zhì)潛伏期高鍶含量鋁鍶合金線材的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810143168.2
• 申請日: 2008-09-05
• 公開（公告）號: CN101352806A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建春;劉萬庫
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南金聯(lián)星冶金材料技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23P17/00
• 分類號: B23P17/00;C22C1/02;B22D11/06;B21C23/02
• 代理公司: 岳陽市科明專利事務(wù)所
• 代理人: 彭乃恩;陳慶元

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于鋁合金變質(zhì)的材料制造工藝，特別指一種無變質(zhì)潛伏期高鍶含量鋁鍶合金線材的制造方法。

背景技術(shù)

鍶作為亞共晶鋁硅合金的變質(zhì)劑，其變質(zhì)有效時間長，可持續(xù)幾小時仍不出現(xiàn)明顯衰退。《輕金屬》2001年第8期介紹，鋁鍶合金能改變鋁硅系合金的鑄態(tài)和熱處理狀態(tài)的機(jī)械性能(延伸率和抗沖擊性能)，較之傳統(tǒng)的變質(zhì)劑有實(shí)收率高，再現(xiàn)性好，無過變質(zhì)和無設(shè)備腐蝕等特點(diǎn)。

生產(chǎn)鋁鍶合金目前一般采用對摻法生產(chǎn)，即鋁和鍶兩種金屬通過一定的合金化工藝熔煉成鋁鍶中間合金，國內(nèi)外大型鋁輪轂生產(chǎn)廠都使用鋁鍶中間合金對A356合金進(jìn)行變質(zhì)處理。一般目前工業(yè)鋁鍶變質(zhì)劑為AlSr5(含Sr5％)和AlSr10(含Sr10％)合金，產(chǎn)品為塊狀和線狀。

由于鋁鍶合金中其金屬間化合物Al₄Sr呈脆性，并且是顯針片狀的粗大化合物(尺寸50-200μm之間)，所以整個合金呈碎性，難以進(jìn)行變型加工處理。特別是當(dāng)鍶含量進(jìn)一步提高時(含Sr20-30％)，合金液的流動性急劇降低和碎性急劇增加。導(dǎo)致材料無法鑄造和加工變形。雖然高鍶含量的鋁絲鍶合金變質(zhì)材料能顯著降低變質(zhì)成本，但由于以上原因，大多數(shù)廠家仍使用含Sr5-10％的鋁鍶合金變質(zhì)劑。

另一方面，傳統(tǒng)工藝條件下生產(chǎn)的鋁鍶合金由于其化合物Al₄Sr尺寸大(50-200μm)，由于Al₄Sr化合物熔點(diǎn)高，加入鋁液后熔解速度緩慢，導(dǎo)致有30分鐘(或以上)的變質(zhì)潛伏期。對需要連續(xù)熔解鑄造作業(yè)的工廠不能滿足需要。同時傳統(tǒng)鋁鍶合金中的高含氫量(1-2ml/100gAl)，將直接影響鋁合金鑄件致密性，導(dǎo)致鑄件的機(jī)械性能降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和空白加以改進(jìn)、創(chuàng)新，提供一種新的鋁鍶合金的制造工藝，制造出高鍶含量的鋁鍶合金，該合金中化合物Al₄Sr顯細(xì)小彌散的塊狀，尺寸在5-15μm之間，其氫含量H≤0.2ml/100gAl，鑄造性能和變形加工性能良好，基本上無變質(zhì)潛伏期。。

本發(fā)明包括以下工藝步驟：

1)將所需重量的鋁錠熔化并加熱至900-1100℃，在電磁力作用下將用鋁罐密封的金屬鍶分批壓入過熱的鋁液中熔化，其中鋁和鍶的重量比為，鋁70-80，鍶20-30；

2)待金屬鍶全部加入并熔解完畢，繼續(xù)在900-1100℃保溫并在電磁力的作用下充分合金化20-30分鐘；

3)利用600轉(zhuǎn)/分高速旋轉(zhuǎn)除氣機(jī)，通氬氣在900-1100℃溫度下除氣約20-30分鐘，動態(tài)測量氫含量H≤0.2ml/100gAl；

4)將除氣處理后的鋁鍶合金液注入半連續(xù)鑄造機(jī)分流盤上直接水冷鑄造成棒材，鑄造溫度900-1000℃；

5)將棒材鑄切成適合于擠壓的短棒坯料，并將坯料加熱至400-600℃進(jìn)行熱擠壓，擠壓出直徑和長度不等的線材。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

普通鋁鍶合金變質(zhì)劑由于其生成的化合物Al₄Sr粗大(50-200μm)，化合物在鋁合金中熔解速度慢，表現(xiàn)出有30分鐘(或以上)的變質(zhì)潛伏期。不適應(yīng)連續(xù)熔解和鑄造鋁合金件工廠的需要。普通鋁鍶合金變質(zhì)劑由于其生成的化合物Al₄Sr為粗大的針片狀碎性相和高的氫含量，使其鑄造和加工性能極差。特別是當(dāng)鍶含量Sr≥20％時，無法制造出質(zhì)量合格的線材。

本發(fā)明通過一種新的制造工藝，制造出高鍶含量的鋁鍶合金坯料。通過在電磁場的作用下合金化處理，使得鋁鍶在合金化過程中生成的Al₄Sr化合物成細(xì)小板塊狀(尺寸5-15μm)，Al₄Sr易于熔解完畢，其變質(zhì)效果能在數(shù)十秒顯現(xiàn)，基本無變質(zhì)潛伏期。本發(fā)明通過利用旋轉(zhuǎn)除氣技術(shù)對鋁鍶合金液進(jìn)行除氣處理。使其含氣量降到H≤0.2ml/100gAl。從而大大提高其流動性和鑄造性能，鑄造出易于熱加工的高鍶含量棒坯材料。該棒坯在熱擠壓變形中可加工性能好，加工出的線材表面光滑，無氣泡、起皮、裂紋。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

含鍶20％的鋁鍶合金(AlSr20)線材的制造