本发明属于铝型材加工技术领域,尤其是指一种熔炼工艺,具体是指一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺。
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入。目前铝合金是应用最多的合金。
铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢。一些铝合金可以采用热处理获得良好的机械性能、物理性能和抗腐蚀性能。硬铝合金属ai—cu—mg系,一般含有少量的mn,可热处理强化.其特点是硬度大,但塑性较差。超硬铝属al—cu—mg—zn系,可热处理强化,是室温下强度最高的铝合金,但耐腐蚀性差,高温软化快。锻铝合金主要是al—zn—mg—si系合金,虽然加入元素种类多,但是含量少,因而具有优良的热塑性,适宜锻造,故又称锻造铝合金。
本发明的目的是为了克服现有技术的不足,设计了一种铝型材用的熔铸铝棒熔炼工艺。
工序a、称取原料:按照铝型材铝棒的成分要求,计算并称取所需重量的合金元素,合金元素中所需的铝、铜、镁、锌、硅以纯金属形式加入,铬以铝-铬中间合金形式加入;
工序b、熔炼原料:将工序a中称取的合金元素加入熔炼炉中,加热至700-800℃,并进行搅拌,熔炼时间30-40min,熔炼的同时在铝液表面洒打渣剂,熔炼结束后,扒除铝液表面的铝渣,得到合金铝液;
工序c、精炼:利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入工序b中的合金铝液中,对合金铝液进行炉内精炼,精炼时间为20-40min;
工序d、取样分析:精炼结束后,扒除合金铝液表面的浮渣,对合金铝液中加入的其它合金元素进行取样分析,此时,如果加入的其它合金元素含量不足,补充对应的其它合金元素至合金铝液中其它合金元素含量符合合金铝棒成分要求;
工序e、若工序d中取样分析后,合金元素含量不符合要求,重复工序c的步骤,然后再重复工序d的步骤,直至精炼达到设定的要求,再进行下一道工序;
工序f、熔铸:熔铸温度控制在740-760℃,熔铸过程中用除气装置进行实时除气,用陶瓷片过滤,熔铸过程中平衡铸锭中的温度场,使之在铸锭对应位置处的侧面和宽面的的温度分布尽可能均匀,在熔铸过程中确保均匀分配液流,保证宽面两侧水冷均匀;
工序g、挤压:将工序f中熔铸的铝棒送入挤压机中,铝棒的温度控制为440-480℃,挤压机中的铝型材挤压模具的温度控制为420-450℃,铝棒经挤压机挤压形成铝型材,铝型材的出料温度控制在470℃以上。
在所述工序a中,采用将质量分数为80%的铝锭和余量的边角料(铝棒经挤压机挤压后所剩下的边角料)置于熔炼炉中熔炼铝液。
在所述工序f中,在合金铝液进行熔铸之前,将熔铸所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热。
在所述工序f中,合金铝液中的合金成分及温度达到熔铸要求后,开始放流,合金铝液依次经过流槽、除气设备、过滤板、分流盘和铸模,得到合金铝棒。
在工序g完成之后,需要将挤压成型的铝型材进行机械抛光、出光、除油、除蜡、阳极氧化工序。
出光是使用硝酸溶液在室温条件下浸泡经机械抛光的铝型材2min;除油是在常温下,在除油槽中采用脱脂剂对铝型材进行除油处理,处理时间为2min;除蜡是在60-65℃条件下,采用除蜡剂溶液对铝型材进行除蜡处理,处理时间为5min;阳极氧化是使用硫酸溶液,在常温下,对铝型材进行阳极氧化处理。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:本发明合金元素精度高:本发明严格控制合金化温度,并采用合理的原料添加顺序,有效保障了合金铝液成分的精度,原料烧损少;本发明中铝棒含渣量低:本发明先采用精炼机向合金铝液内部喷精炼剂进行除渣处理,再通过陶瓷过滤板过滤进行除渣处理,有效清除了合金铝液内的夹渣,极大降低了铝棒中的含渣量;本发明中铝棒吸气少:本发明先后采用多次精炼、多次取样分析工序,并采用除气操作,有效降低了合金铝液中的气体含量,使铝棒中气孔率显著下降;本发明中杂质元素含量控制好:采用电磁搅拌代替了传统的铁质工具搅拌,一方面避免了铁质工具的影响,有效降低了杂质铁元素含量,另一方面保证了搅拌的均匀性。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
工序a、称取原料:按照铝型材铝棒的成分要求,计算并称取所需重量的合金元素,合金元素中所需的铝、铜、镁、锌、硅以纯金属形式加入,铬以铝-铬中间合金形式加入;
工序b、熔炼原料:将工序a中称取的合金元素加入熔炼炉中,加热至700-800℃,并进行搅拌,熔炼时间30-40min,熔炼的同时在铝液表面洒打渣剂,熔炼结束后,扒除铝液表面的铝渣,得到合金铝液;
工序c、精炼:利用精炼机将精炼剂随惰性气体充入工序b中的合金铝液中,对合金铝液进行炉内精炼,精炼时间为20-40min;
工序d、取样分析:精炼结束后,扒除合金铝液表面的浮渣,对合金铝液中加入的其它合金元素进行取样分析,此时,如果加入的其它合金元素含量不足,补充对应的其它合金元素至合金铝液中其它合金元素含量符合合金铝棒成分要求;
工序e、若工序d中取样分析后,合金元素含量不符合要求,重复工序c的步骤,然后再重复工序d的步骤,直至精炼达到设定的要求,再进行下一道工序;
工序f、熔铸:熔铸温度控制在740-760℃,熔铸过程中用除气装置进行实时除气,用陶瓷片过滤,熔铸过程中平衡铸锭中的温度场,使之在铸锭对应位置处的侧面和宽面的的温度分布尽可能均匀,在熔铸过程中确保均匀分配液流,保证宽面两侧水冷均匀;
工序g、挤压:将工序f中熔铸的铝棒送入挤压机中,铝棒的温度控制为440-480℃,挤压机中的铝型材挤压模具的温度控制为420-450℃,铝棒经挤压机挤压形成铝型材,铝型材的出料温度控制在470℃以上。
在所述工序a中,采用将质量分数为80%的铝锭和余量的边角料(铝棒经挤压机挤压后所剩下的边角料)置于熔炼炉中熔炼铝液。
在所述工序f中,在合金铝液进行熔铸之前,将熔铸所用的流槽、分流盘和过滤板进行预热。
在所述工序f中,合金铝液中的合金成分及温度达到熔铸要求后,开始放流,合金铝液依次经过流槽、除气设备、过滤板、分流盘和铸模,得到合金铝棒。
在工序g完成之后,需要将挤压成型的铝型材进行机械抛光、出光、除油、除蜡、阳极氧化工序。
出光是使用硝酸溶液在室温条件下浸泡经机械抛光的铝型材2min;除油是在常温下,在除油槽中采用脱脂剂对铝型材进行除油处理,处理时间为2min;除蜡是在60-65℃条件下,采用除蜡剂溶液对铝型材进行除蜡处理,处理时间为5min;阳极氧化是使用硫酸溶液,在常温下,对铝型材进行阳极氧化处理。
1、本发明合金元素精度高:本发明严格控制合金化温度,并采用合理的原料添加顺序,有效保障了合金铝液成分的精度,原料烧损少;2、本发明中铝棒含渣量低:本发明先采用精炼机向合金铝液内部喷精炼剂进行除渣处理,再通过陶瓷过滤板过滤进行除渣处理,有效清除了合金铝液内的夹渣,极大降低了铝棒中的含渣量;3、本发明中铝棒吸气少:本发明先后采用多次精炼、多次取样分析工序,并采用除气操作,有效降低了合金铝液中的气体含量,使铝棒中气孔率显著下降;4、本发明中杂质元素含量控制好:采用电磁搅拌代替了传统的铁质工具搅拌,一方面避免了铁质工具的影响,有效降低了杂质铁元素含量,另一方面保证了搅拌的均匀性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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