[發明專利]一種均勻型中間合金鑄條的生產工藝

在審

• 申請號: 202010010364.3
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN111101006A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 陳邵龍;張亞培;劉飛;張永;王士斌;王煒;王會林;張娟;王靜;劉永仙
• 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: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22C1/03;C22C1/06;C22C21/00;B22D11/18;B22D11/22
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 張煥響

本發明公開一種均勻型中間合金鑄條的生產工藝。本方法是將鋁錠升溫熔化后調整溶液溫度進行除氣精煉，加入一定粒度的原料進行合金化，然后進行二次除氣精煉；最后調整溶液溫度進行澆鑄，根據中間合金的不同，選擇傾翻澆鑄或底部放水澆鑄進行澆鑄，并需要控制溶液流動速度、鑄造速度和模具溫度，使溶液快速凝固成中間合金鑄條。本發明通過特定顆粒度的原料篩選、二次除氣精煉技術、溶液合金化精確控制及模具溫度控制技術，采用連續鑄造以及傾翻澆鑄與底部放水澆鑄相結合的澆鑄方式，實現中間合金鑄條的連續生產，并提高了中間合金中第二相粒子的分布均勻性，減少了成分偏析，大大提高了中間合金鑄條的產品質量。

技術領域

本發明涉及中間合金制造領域，特別是涉及一種均勻型中間合金鑄條的生產工藝。

背景技術

在現代高端制造業中，鋁合金憑借其優異的性能被廣泛應用于汽車制造、航空航天、軍工武器等，而中間合金作為鋁合金生產的原材料，是造就鋁合金各種優異性能的關鍵。中間合金通過對鋁合金進行元素添加、晶粒細化、晶粒變質、去氧脫硫和溶液凈化等作用，可以使鋁合金具備高導電性、耐熱、耐腐蝕、高強度及其他較強的綜合力學性能。其中，中間合金鑄條由于具有均勻性高、添加量準確等優點逐漸成為高端中間合金的一種發展方向。但是由于Ti、B、Zr等元素在鋁溶液中以高密度中間化合物存在，極易發生成分偏析現象，而現有方法不能滿足此類中間合金鑄條的生產和質量要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種均勻型中間合金鑄條的生產工藝，以解決上述現有技術存在的問題，顯著改善產品中元素偏析的缺陷。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種均勻型中間合金鑄條的生產工藝，具體步驟如下：

步驟1：將鋁錠投入熔煉設備熔化，調整鋁液溫度至700-900℃，并通過除氣機進行除氣精煉，除氣時間10-15min，除氣完畢后進行清渣處理。

步驟2：調整熔液溫度至700-1100℃，通過自動加料設備精確控制第二種金屬原材料的加料速度，所述第二種金屬原材料分為金屬單質、合金類和氟鹽類；將加料時間設定為5-30min，加料過程中電磁攪拌裝置的電壓設定為200-400V。加料速度對顯微組織有一定影響，尤其對于氟鹽類原材料，加料速度與顯微組織中鹽類夾渣尺寸和數量直接相關，直接影響中間合金產品的純凈度。

步驟3：加料完畢后，調整溶液溫度至800-1200℃，進行合金化的時間設定為20-100分鐘，合金化期間所述電磁攪拌裝置的電壓調整為200V。合金化溫度與溶液流動性緊密相關，良好的流動性便于除氣精煉過程中渣、氣的去除；同時避免了第二相粒子在爐內的不均勻分布，可有效減少偏析程度。

步驟4：合金化完畢后，調整溶液溫度至700-1200℃，根據所述第二種金屬原材料的不同進行相應操作；當原材料為金屬單質時進行除氣精煉操作，當原材料為氟鹽類時進行除氣精煉操作和排鹽操作，操作完畢后將表面浮渣清理干凈。

步驟5：調整溶液溫度至700-1000℃，將溶液澆鑄到溜槽中，澆鑄方法包括底部放水澆鑄和傾翻澆鑄；通過溜槽底部的電磁加熱系統將溶液溫度控制在750-800℃，鑄機轉速為2-5r/min，鑄機冷卻水流量控制在30-70m³/h，使鑄條快速凝固。合適的澆鑄溫度凝固可有效地抑制溶液顯微組織中粒子尺寸的增大，同時在澆鑄過程中配合一定的冷卻水流量制造的冷卻強度，保證顯微組織第二相粒子均勻彌散地析出。

步驟6：通過鑄條自動切斷設備將鑄機產出的鑄條在線切斷為鑄條。

優選的，步驟1所述鋁錠中鋁的重量百分比為Al≥99.7wt.％。

優選的，步驟2所述第二種金屬在中間合金中的質量百分含量為3-20％。