[發(fā)明專利]一種AL-Si系合金的生產(chǎn)方法

有效

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• 申請日: 2011-08-10
• 公開（公告）號: CN102230098A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發(fā)明（設計）人: 劉志祥;李全;劉惠軍;劉芳;李健;李明;尹忠鴻;袁崇勝;趙麗琴;鄒嘉華
• 申請（專利權(quán)）人: 云南鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;B22D11/06;B22D11/124
• 代理公司: 昆明正原專利代理有限責任公司 53100
• 代理人: 金耀生

技術領域

????本發(fā)明涉及鋁合金材料技術領域，具體地說是一種AL-Si系鑄造鋁合金生產(chǎn)方法。

背景技術

目前，AL-Si系鑄造鋁合金生產(chǎn)企業(yè)主要采用的生產(chǎn)方式為水平模鑄造和熱頂模垂直鑄造。水平模鑄造生產(chǎn)連續(xù)性高，生產(chǎn)成本低，但產(chǎn)品品質(zhì)相對較差、硅偏析較大。熱頂模垂直鑄造產(chǎn)品品質(zhì)較高，但存在生產(chǎn)連續(xù)性差，生產(chǎn)成本高、鋸切難度大、勞動強度大和作業(yè)環(huán)境較差等缺點。

輪帶式鑄造現(xiàn)在較多用于為生產(chǎn)銅桿、純鋁桿鑄造所需坯料，而且多用于截面在3200m㎡以下的坯料生產(chǎn)，在大截面(5000—5400mm²)、高強度的Al-Si系合金生產(chǎn)方面還未涉足。該生產(chǎn)方式連續(xù)性較高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝便于調(diào)整，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和成材率較高。但該技術在鑄造鋁合金生產(chǎn)還未見采用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種新的AL-Si系鑄造鋁合金生產(chǎn)方法，使鑄造鋁合金產(chǎn)品品質(zhì)得到提升，生產(chǎn)成本和勞動強度得到降低。

本發(fā)明的AL-Si系鑄造鋁合金生產(chǎn)方法利用輪帶式鑄造鋁合金生產(chǎn)的生產(chǎn)設備和工藝技術，設備包括熔煉爐、靜置爐、鑄造機、冷卻水系統(tǒng)、矯直機、引坯機、滾碼機和鋁錠冷卻堆垛系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，解決水平模鑄造和垂直鑄造存在的問題。

本發(fā)明的技術方案為：首先，進行AL-Si系鑄造鋁合金生產(chǎn)熔煉化學成份控制，通過添加適量的硅等純金屬或中間合金，對鋁液進行合金化處理。其次，調(diào)整澆鑄工藝，改變冷卻水的分布方式和澆鑄速度、澆鑄溫度，獲得優(yōu)質(zhì)的鑄坯，對鑄坯進行在線校直和剪切，在鏈式傳動機構(gòu)上經(jīng)水噴淋冷卻后自動堆垛。

本發(fā)明按以下步驟進行：

（1）在熔爐中加入鋁液、鋁錠，溫度控制在730～760℃之間；

（2）添加硅或中間合金，先將金屬硅添加到熔煉爐內(nèi)熔煉，在730～760℃的溫度下用電磁攪拌徹底、均勻攪拌半小時，待充分溶解后，再將中間合金添加到熔煉爐內(nèi)，在730～760℃的溫度下再用電磁攪拌徹底、均勻攪拌半小時，確保添加的原輔料完全溶解，使AL—Si系鑄造鋁合金化學成份符合要求；

（3）將配制好的鋁熔體進行除渣、除氣處理，除氣用粉末精煉劑和氮氣進行，以獲得純潔度較高的鋁熔體，靜置時間不少于20分鐘；

（4）澆鑄：澆鑄溫度控制在640±20℃，澆鑄速度為控制電機轉(zhuǎn)速在500±20rpm，澆鑄鋁液進入結(jié)晶輪組成的膜腔內(nèi)，并在結(jié)晶輪的內(nèi)外側(cè)、上下側(cè)四個方向通入冷卻水，采用四面12個區(qū)域配置冷卻水，冷卻水溫度：30±10℃，壓力：0.3～0.7?Mpa；冷卻水外冷區(qū)水流量：40-56?m3/h；內(nèi)冷區(qū)水流量：26-35?m3/h；外側(cè)冷區(qū)水流量：12-18?m3/h；內(nèi)側(cè)冷區(qū)水流量：11-16?m3/h，高強度的冷卻可獲得晶粒細小的等軸晶，有利于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的AL-Si系鑄造鋁合金；

（5）澆鑄后進行矯直、滾碼、剪切后、經(jīng)過輸送輥線上移動的同時，噴淋冷卻裝置噴出強大的水流使鑄造鋁合金得以快速冷卻，冷卻好的鑄造鋁合金輸送到堆垛機鏈板上，進行堆垛、打捆、包裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術比較的優(yōu)點：

（1）、生產(chǎn)方式連續(xù)性較高，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝便于調(diào)整，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定和成材率較高。

（2）降低現(xiàn)場操作人員勞動強度，改善作業(yè)環(huán)境。

（3）生產(chǎn)的Al-Si中間合金，晶粒度較好，在1-2級。

附圖說明

圖1是輪帶式鑄造設備冷卻狀態(tài)示意圖。

圖中，1－外冷區(qū)；2－外側(cè)冷區(qū)與內(nèi)測冷區(qū)；3－內(nèi)冷區(qū)（外側(cè)冷區(qū)與內(nèi)側(cè)冷區(qū)位置一致）。

具體實施方式

1、配料及鋁熔體凈化處置

（1）在熔爐中加入質(zhì)量符合要求的鋁液、鋁錠（兩者按任意比例加入至熔爐容量），溫度控制在730～760℃之間。

（2）按現(xiàn)有方法計算添加硅等金屬或中間合金量，使AL-Si系鑄造鋁合金化學成份不超出控制范圍，對雜質(zhì)元素不做添加要求，只需控制其不超過化學成份上限。

（3）先將金屬硅添加到熔煉爐內(nèi)熔煉，在730～760℃的溫度下用電磁攪拌徹底、均勻攪拌半小時，待充分溶解后，再將中間合金添加到熔煉爐內(nèi)，在730～760℃的溫度下再用電磁攪拌徹底、均勻攪拌半小時，確保添加的原輔料完全溶解，并確定化學成份中各元素含量符合要求。