[發明專利]一種中間合金線材的生產系統及其生產工藝

有效

• 申請號: 201510628622.3
• 申請日: 2015-09-29
• 公開（公告）號: CN105154697B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 趙衛濤;時世佼;陳邵龍;辛偉;劉飛;張靜;趙新彬;馬濤;李會軍;王文紅
• 申請（專利權）人: 河北四通新型金屬材料股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;B21C37/04
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 陳娟

技術領域

本發明屬于中間合金制造領域，涉及中間合金線材，尤其是一種合金含量高、難變形加工的中間合金線材的生產系統及其生產工藝。

背景技術

在現代化金屬熔煉過程中，中間合金主要起到元素添加、晶粒細化、晶粒變質、去氧脫硫和熔體凈化等作用，能夠顯著提高產品純凈度和力學性能。其中，中間合金線材由于具有均勻性高、添加精確等優點逐漸成為高端中間合金的發展方向，但是一般中間合金由于其合金元素含量較高，變形難度大，常規的生產方法不滿足中間合金產品的加工要求。

傳統的線材生產方法是軋制或擠壓，對于塑性較差的中間合金線材一般采用擠壓方法，具體說首先澆鑄中間合金棒材，然后對棒材進行預熱處理后擠壓，該方法得到的中間合金線材由于擠壓過程中擠壓筒內的溫度和擠壓力不斷發生變化，導致中間合金線材顯微組織中初生相粗大且分布不均勻。產品也極易出現裂紋、劃痕和斷桿，難以進行纏卷。

通過檢索，發現如下相關專利文獻報道：

一種金屬的連續鑄造連續擠壓設備及生產工藝(CN102303057A)，所述的設備包括熔化爐、保溫爐、連鑄機、連續擠壓機、防氧化保溫裝置和活套裝置。將熔融金屬倒入連鑄設備的熔融金屬池中，使熔融金屬在強制水冷的結晶器內冷卻和凝固；牽引機以一定的速度把鑄坯從結晶器中拉出；被拉出的鑄坯經過防氧化保溫裝置后送入連續擠壓機組。由于本發明使鑄造后的金屬可直接帶余熱進行連續擠壓，此時金屬具有較高的塑性，變形抗力較低，因此可用較少的能量獲得較大的變形，節約能量；尤其適用于在連續擠壓前需要預熱的金屬及其合金，使連續擠壓加工合金品種擴大。本發明將多道工序合并，實現了短流程，使生產周期可縮短50％以上，提高了生產效率。

通過對比，本申請與上述專利文獻的區別在于：

1、本申請中為中間合金，中間合金由于合金元素含量高，具有與普通金屬材料性質和變形性能不同。

本申請重點為中間合金的熔煉與鑄造過程，特別是中間合金產品熔煉制造過程的工藝及參數。在合金化后，進行澆鑄之后連續生成中間合金，整個工藝流程更加連續，從始至終產品質量可調可控，這對產品的組織、力學性能、外觀的提高起到了顯著的作用。

2、本申請通過兩次除氣精煉來提高中間合金線材的純凈度，一次是在熔煉過程中，一次是在澆鑄前的流槽傳輸過程中，上述專利申請并沒有涉及除氣精煉及熔體處理的內容。

本申請中，鑄造形成的鑄條，根據產品的種類和質量要求，可以連續擠壓，也可以對鑄條進行常溫或熱處理后擠壓。

3、本申請整個工藝流程與上述專利不同，更加簡單、緊湊，占用空間小。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足之處，提供一種生產流程簡單，且可以顯著提高產品的潔凈度、顯微組織質量、力學性能和應用性能指標的中間合金線材的生產系統及其生產工藝。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：

一種中間合金線材的生產系統，包括熔煉設備、流槽、鑄機及擠壓機，熔煉設備、鑄機、擠壓機依次間隔布置，在熔煉設備的出口與鑄機之間連接流槽，在熔煉設備的投料口安裝除氣機，滿足熔體除氣和精煉要求。

而且，在流槽的中段連通連接一除氣箱，在除氣箱的上方安裝二次除氣機。(可以選擇使用，有些產品不用)

而且，在擠壓機的出口依次間隔布置有冷卻水箱、長度計米器及收線機，可以實現鑄機速度、擠壓機速度和收線機的匹配一致。

而且，所述的鑄機結晶輪材質為紫銅，槽的截面形狀為梯形，可以使熔體快速凝固形成梯形的條材。

而且，所述熔煉設備為電阻爐或感應爐。

一種中間合金線材的生產工藝，步驟如下：

⑴將鋁錠投入熔煉設備后升溫熔化，待鋁錠熔化完畢后調整熔體溫度至700-900℃進行除氣精煉，除氣時間大于10分鐘，除氣完畢后加入精煉劑進行清渣處理，鋁液表面處理干凈后，在700-1200℃下，加入第二種金屬，合金化15-120分鐘后，根據合金種類或特點，再調整溫度至700-1200℃進行二次除氣精煉，除氣時間大于10分鐘，除氣完畢后將熔體表面浮渣清理干凈；

⑵調整熔體溫度至700-1200℃進行澆鑄，通過流槽在線控溫技術將前箱熔體溫度控制在700℃以上，冷卻水流量控制在30-60m³/h，鑄機轉速為6-10r/min，使鑄條快速凝固；