[發明專利]一種電工鋁熔體爐外在線凈化用鋁硼中間合金線材的制備方法

有效

• 申請號: 201610174636.7
• 申請日: 2016-03-25
• 公開（公告）號: CN105671343B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 周天國;楊明學;張雪飛
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C21/00;B22D11/06
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 趙越

技術領域

本發明涉及一種合金線材的制備方法，特別是涉及一種電工鋁熔體爐外在線凈化用鋁硼中間合金線材的制備方法。

背景技術

鋁硼中間合金是鋁及鋁合金導電材料生產過程中普遍使用的電工鋁熔體凈化材料，鋁硼中間合金中的B能與鋁熔體中嚴重降低鋁及鋁合金材料導電性能的合金元素Cr 、Mn、V、Ti等反應，形成CrB₂、TiB₂、VB₂和MnB₂化合物，通過靜置、沉淀到爐底，予以清除，從而顯著提高鋁及鋁合金導體的導電性能。氟鹽反應法是目前工業生產中應用最廣泛的AlB₂型鋁硼中間合金制備方法。通常采用的制備工藝為：700-850℃時向鋁熔體中加入KBF₄，在加入的過程中進行連續不斷的攪拌以促進反應的進行，其優點是原材料價格低，制備工藝相對簡單，熔融狀態的低密度產物浮于熔體的上部，很容易除去，可有效提高鋁硼合金的純凈度。其最大缺點是：（1）當制備鋁硼合金過程中熔體的硼含量達到2%及以上時，熔體中形成無定型的AlB₂網狀結構，熔體呈漿糊狀，流動性能很差，基本無法澆注，難以制備含硼量為3%的AL-3%B中間合金高的鋁硼中間合金線材，國內主要用鐵模澆注生產塊狀，用于爐內加入。（2）鋁硼中間合金制備中進行械攪拌，可破碎界面張力作用形成團簇狀組織，在鑄錠過程中不可避免形成尺寸差異、性能不均，影響鋁硼中間合金對熔體的凈化效果；（3）電工鋁熔體爐內硼化，形成CrB2、TiB2、VB2和MnB2化合物，通過靜置、沉淀到爐底，需要定期剔爐或采用投資大的傾動式保溫爐實現爐內鋁液全部放出，影響生產效率或增加設備投資。我國電力建設對鋁及鋁合金導線提出了更高的要求，目前國內生產的鑄塊狀Al-B中間合金已經不能滿足國內導電材料生產的需要了。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電工鋁熔體爐外在線凈化用鋁硼中間合金線材的制備方法，該方法液態金屬結晶時、冷卻強度大，組織細密，晶粒分布均勻，產品質量穩定可靠，鋁硼中間合金線材連續鑄擠工藝技術先進。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種電工鋁熔體爐外在線凈化用鋁硼中間合金線材的制備方法，所述方法包括以下過程：

第一步，純度大于99.7%的工業純鋁在加熱爐中加熱熔化后，向熔化的純鋁熔體中分2-3批加入KBF4粉末，并進行連續不斷的攪拌，充分反應后，取樣進行爐前快速分析，合金中個元素所占的質量分數為：B 2.7%～3.3%，Fe ≦0.15%，Si≦0.12%, 余量為Al，雜質含量低于0.01%；停止加入KBF4粉末或鋁錠進行成分調整；

第二步，合金液溫度達到780℃時，向合金熔體通入純度為99.95%的N2進行熔體除氣精煉，精煉時間為5-15分鐘，氮氣的壓力為0.4～0.8MPa，流量為2.5～4.5L/min進行除渣除氣，熔體在780℃靜置10min后扒渣，撒上覆蓋劑；

第三步，精煉后的合金熔體在720-780℃時，在攪拌器以220RPM轉速不斷攪拌下，防止鋁硼中將合金熔體中AL和B形成網狀結構，然后經過流槽連續注入到連續鑄擠機，在鑄擠輪轉速為15-25RPM，鑄擠輪冷卻水流量為15-25L/Min, x靴座冷卻水流量為8-16L/Min, 擠壓出口溫度為450-550℃條件下，制備出直徑為9.5mm的鋁硼中間合金線材，線材經冷卻后并連續卷曲成卷。

所述的一種電工鋁熔體爐外在線凈化用鋁硼中間合金線材的制備方法，所述第三步擠壓出口溫度為450～550℃。

本發明的優點與效果是：

1、連續鑄擠成型對坯料形狀無要求，解決了高硼含量鋁硼合金流動性差，不能連續澆注的問題，實現AlB中間合金線材的連續成型；

2、將鑄造、擠出成形作為一道工序由一臺設備完成，液態金屬結晶時的冷卻強度較大，組織細密，加之單輥成型的強烈剪切細化作用，細化AlB2相，提過產品的質量并穩定可靠；

3、可實現鋁及鋁合金導電材料連鑄連軋成形的爐外在線硼化，提高了鋁熔體進化效果，可有效提高鋁導電材料的性能。

附圖說明

圖1為本發明的工藝流程示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。