[發明專利]鋁和鋁合金連續凝固及半固態成形工藝

無效

• 申請號: 201110317503.8
• 申請日: 2011-10-19
• 公開（公告）號: CN102328039A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 葉飛
• 申請（專利權）人: 江蘇盛天實業有限公司
• 主分類號: B22D11/06
• 分類號: B22D11/06;B22D11/10
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 朱小杰

技術領域

本發明涉及鋁及鋁合金“管、棒、線、型材產品”生產領域的金屬熔煉、鑄錠及塑性變形加工工藝。

背景技術

當前國內、外的鋁及鋁合金“管、棒、線、型材產品”的生產工藝復雜，設備投資巨大；一般采用“熔煉、鑄錠、軋制”，或“熔煉、鑄錠、擠壓”，或“連鑄連軋”，或“熔煉、拉鑄”等工藝，不僅能耗高，成材率低，而且產品的綜合性能(力學性能和電氣性能)差，產品性能波動大，而生產成本較高。

對于鋁及鋁合金線坯生產工藝，一般僅能生產∮8～∮16mm規格的產品，幾乎不可能生產∮8mm以下規格的線坯。

發明內容

為了解決這個難題，本發明提供一種全新的金屬凝固及半固態成形工藝，用來生產鋁及鋁合金管、棒、線、型材產品。

本發明是在連續擠壓(Conform)技術基礎上發展起來的一種金屬加工成形新工藝，是將鑄造(Casting)與擠壓(Extrusion)結合為一體的金屬連續凝固與半固態成形工藝。

金屬連續凝固及半固態成形工藝，是采用液體金屬為坯料，不僅無需錠坯鑄造工序，而且省去了錠坯二次加熱，極大地降低了能耗。該工藝綜合了凝固加工和塑性加工的優勢，即加工溫度比液態低，變形抗力比固態小，可一次大變形量加工成形狀復雜、且精度和性能質量要求較高的鋁及鋁合金線材制品。同時，該工藝的成形過程，是金屬材料在高壓下的結晶凝固和塑性變形過程，是強制補縮和致密化過程的復合，外加壓力提供的膨脹能增加了材料的形核率，從而使材料組織細化，有利于提高鋁及鋁合金產品的機電綜合性能。

具體技術方案如下：

一種鋁和鋁合金連續凝固及半固態成形工藝，具有如下步驟：

1)將鋁或者鋁合金鑄錠傳送到預熱箱中預熱到240℃～260℃；

2)將鑄錠投入自動加料裝置的加熱爐中，加熱到660℃～720℃；

3)液態鋁或鋁合金通過自動加料裝置的注液管流入成形主機的澆注口；

4)成形主機將液態鋁或鋁合金的制成線材；

5)成型鋁或鋁合金線材采用水冷卻，冷卻水溫度不超過50℃；

6)由收卷機對冷卻后線材進行收卷卷曲。

上述步驟2)中鑄錠在加熱爐加熱過程中充入保護氣體，防止金屬熔體受到污染。

上述步驟4)成形主機采用DZJ-460型，成型過程中采用強制循環水冷系統進行冷卻，冷卻后溫度控制在350℃～450℃之間，成形主機的成形輪表面采用輻射式冷卻方式。

上述成形主機采用“Pilger”螺母給成形輪系裝配預緊力，并設有橡膠密封件。

上述成形主機的澆注口到線材出口設有溫度傳感器，用于監測金屬成型過程中各階段溫度。

金屬連續凝固及半固態成形工藝與傳統工藝方法比較，具有如下特點：

(1)工藝設備結構緊湊，占地面積小，高效節能，投資少，安裝維修方便；

(2)可連續生產超長的制品，精度高，表面光潔平整，工藝廢料與幾何廢料少，成品率高，其生產過程不污染環境，生產作業條件好，制品純凈度高，機電綜合性能好；

(3)工序少，生產流程短，生產成本低，是一種典型、高效、節能的短流程工藝。

附圖說明

下面結合附圖對本發明的實施例做進一步的詳細描述。

圖1是本發明生產流程示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明生產過程包括鋁和鋁合金的熔化保溫處理、熔體澆鑄、CASTEX成型、線材冷卻和線材收線。本發明具體的生產步驟如下：

1)將鋁或者鋁合金鑄錠傳送到預熱箱中預熱到240℃～260℃；

2)將鑄錠投入自動加料裝置的加熱爐中，加熱到660℃～720℃，加熱爐加熱爐加熱過程中充入保護氣體，防止鋁和鋁合金金屬熔體受到污染；

3)液態鋁或鋁合金通過自動加料裝置的注液管流入成形主機的澆注口；

4)DZJ-460型成形主機將液態鋁或鋁合金的制成線材，成型過程中采用強制循環水冷系統進行冷卻，冷卻后溫度控制在350℃～450℃之間，成形主機的成形輪表面采用輻射式冷卻方式；上述成形主機采用“Pilger”螺母給成形輪系裝配預緊力，并設有橡膠密封件；上述成形主機的澆注口到線材出口設有溫度傳感器，用于監測金屬成型過程中各階段溫度，控制金屬成型；

5)成型鋁或鋁合金線材采用水冷卻，冷卻水溫度不超過50℃；

6)由收卷機對冷卻后線材進行收卷卷曲。