CN107604185A - 一种铝合金的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金的制备工艺，包括以下步骤：（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼；（2）加入清渣剂，然后置于冶金除渣装置排出熔渣；（3）先置于合金炉内，加入Al‑Sr中间合金，再置于熔炼炉内熔炼，进行第一次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，将熔体倒入保温炉，进行第二次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，得铝合金熔体；（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，将铝合金熔体冷却，以及将铝合金熔体铸造成厚度为0.3～10mm的板状；（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。本发明制备工艺简单，得到出的铝合金强度高，耐腐蚀性好，适合推广。
Description
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金的制备工艺。
背景技术
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。
常见的合金元素有铜、锰、镁、硅等。铝-锰系合金由于其良好的耐腐蚀性能、合适的力学性能，在汽车热交换系统得到了广泛应用。但是现有的铝-锰系铝合金强度普遍较低，导致了其罐体存在着热变形大，耐高温，气密性较差的问题，影响了整个储液器的使用寿命。
发明内容
本发明提供了一种铝合金的制备工艺，解决了上述背景技术中的问题，本发明制备工艺简单，得到出的铝合金强度高，耐腐蚀性好，适合推广。
为了解决现有技术存在的问题，采用如下技术方案：
一种铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼，至所述铝合金原材料全部熔化，得到第一铝合金熔液，其中熔炼炉内的温度为710～750℃；
（2）将清渣剂与步骤（1）得到的第一铝合金熔液混合，然后置于冶金除渣装置排出熔渣，得到第二铝合金熔液；
（3）将步骤（2）得到的第二铝合金熔液置于合金炉内，调整第二铝合金熔液的温度至720～740℃，然后加入Al-Sr中间合金，置于熔炼炉内熔炼，加热至温度为740～750℃时，进行第一次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，加热至温度达到750～780℃时，将熔体倒入保温炉，保温炉中熔体温度在740～750℃时，进行第二次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，得铝合金熔体；
（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，然后以200～2000℃/秒的冷却速度，将铝合金熔体冷却到比由所述铝合金的组成确定的固相线温度低至少10℃的温度，其中通过使用单辊式、双辊式、块式、带式或轮式铸造工艺来铸造所述铝合金熔体，以及将铝合金熔体铸造成厚度为0.3～10mm的板状；
（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。
优选的，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：4%～6%，Cr：0.01%～0.09%，Fe：0.1%～0.2%，Cu：0.5%～0.8%，Mn：1%～2%，Mg：0.03%～0.4%，Be：0.02%～0.05%，Zn：0.03%～0.07%，其余为铝。
优选的，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：5%，Cr：0.08%，Fe：0.18，Cu：0.7%，Mn：1.6%，Mg：0.2%，Be：0.04%，Zn：0.05%，其余为铝。
优选的，所述步骤（2）中清渣剂的重量为铝合金原材料的0.02～0.05。
优选的，所述步骤（2）中混合温度为720～740℃，混合时间为5～10分钟。
优选的，所述步骤（3）中Al-Sr中间合金的重量为铝合金原材料的0.02～0.05，Al-Sr中间合金为Sr含量40％的中间合金。
优选的，所述步骤（4）中冷却速度为800℃/秒。
优选的，所述步骤（5）中均匀化热处理的保温温度为400～430℃，保温时间为20～30小时。
本发明与现有技术相比，其具有以下有益效果：
本发明所述的铝合金的制备工艺简单，制备工序科学合理，得到出的铝合金强度高，耐腐蚀性好，适合推广，具体如下：
（1）本发明所述的铝合金的制备工艺采用了合理的Si和Mg含量，并通过添加Ti和Sr进行变质处理，有效地改善了合金的结晶组织；
（2）本发明所述的铝合金的制备工艺，通过提高合金中铜元素的含量，降低合金内部晶界与晶内的电位差，可以促进点腐蚀变成全面的均匀腐蚀，从而提高合金的抗蚀性，同时，铜元素的存在可以促使合金在均匀化时以弥散质点的形式析出T相，从而提高合金的强度；
（3）本发明制备得到的铝合金材料中的锌含量较高，能够进一步提高铝合金的强度，进而有效地降低铝合金的摩擦系数，改善铝合金的耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
本实施例涉及一种铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼，至所述铝合金原材料全部熔化，得到第一铝合金熔液，其中熔炼炉内的温度为710℃；
（2）将清渣剂与步骤（1）得到的第一铝合金熔液混合，然后置于冶金除渣装置排出熔渣，得到第二铝合金熔液；
（3）将步骤（2）得到的第二铝合金熔液置于合金炉内，调整第二铝合金熔液的温度至720℃，然后加入Al-Sr中间合金，置于熔炼炉内熔炼，加热至温度为740℃时，进行第一次喷粉精炼，静置30分钟后扒渣，加热至温度达到750℃时，将熔体倒入保温炉，保温炉中熔体温度在740℃时，进行第二次喷粉精炼，静置30分钟后扒渣，得铝合金熔体；
（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，然后以200℃/秒的冷却速度，将铝合金熔体冷却到比由所述铝合金的组成确定的固相线温度低至少10℃的温度，其中通过使用单辊式、双辊式、块式、带式或轮式铸造工艺来铸造所述铝合金熔体，以及将铝合金熔体铸造成厚度为0.3mm的板状；
（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。
其中，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：4%，Cr：0.01%，Fe：0.1%，Cu：0.5%，Mn：1%，Mg：0.03%，Be：0.02%，Zn：0.03%，其余为铝。
其中，所述步骤（2）中清渣剂的重量为铝合金原材料的0.02。
其中，所述步骤（2）中混合温度为720℃，混合时间为5分钟。
其中，所述步骤（3）中Al-Sr中间合金的重量为铝合金原材料的0.02，Al-Sr中间合金为Sr含量40％的中间合金。
其中，所述步骤（5）中均匀化热处理的保温温度为400℃，保温时间为20小时。
实施例2
本实施例涉及一种铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼，至所述铝合金原材料全部熔化，得到第一铝合金熔液，其中熔炼炉内的温度为750℃；
（2）将清渣剂与步骤（1）得到的第一铝合金熔液混合，然后置于冶金除渣装置排出熔渣，得到第二铝合金熔液；
（3）将步骤（2）得到的第二铝合金熔液置于合金炉内，调整第二铝合金熔液的温度至740℃，然后加入Al-Sr中间合金，置于熔炼炉内熔炼，加热至温度为750℃时，进行第一次喷粉精炼，静置50分钟后扒渣，加热至温度达到780℃时，将熔体倒入保温炉，保温炉中熔体温度在750℃时，进行第二次喷粉精炼，静置50分钟后扒渣，得铝合金熔体；
（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，然后以2000℃/秒的冷却速度，将铝合金熔体冷却到比由所述铝合金的组成确定的固相线温度低至少10℃的温度，其中通过使用单辊式、双辊式、块式、带式或轮式铸造工艺来铸造所述铝合金熔体，以及将铝合金熔体铸造成厚度为10mm的板状；
（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。
其中，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：6%，Cr：0.09%，Fe：0.2%，Cu：0.8%，Mn：2%，Mg：0.4%，Be：0.05%，Zn：0.07%，其余为铝。
其中，所述步骤（2）中清渣剂的重量为铝合金原材料的0.05。
其中，所述步骤（2）中混合温度为740℃，混合时间为10分钟。
其中，所述步骤（3）中Al-Sr中间合金的重量为铝合金原材料的0.05，Al-Sr中间合金为Sr含量40％的中间合金。
其中，所述步骤（5）中均匀化热处理的保温温度为430℃，保温时间为30小时。
实施例3
本实施例涉及一种铝合金的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼，至所述铝合金原材料全部熔化，得到第一铝合金熔液，其中熔炼炉内的温度为740℃；
（2）将清渣剂与步骤（1）得到的第一铝合金熔液混合，然后置于冶金除渣装置排出熔渣，得到第二铝合金熔液；
（3）将步骤（2）得到的第二铝合金熔液置于合金炉内，调整第二铝合金熔液的温度至730℃，然后加入Al-Sr中间合金，置于熔炼炉内熔炼，加热至温度为745℃时，进行第一次喷粉精炼，静置40分钟后扒渣，加热至温度达到760℃时，将熔体倒入保温炉，保温炉中熔体温度在745℃时，进行第二次喷粉精炼，静置40分钟后扒渣，得铝合金熔体；
（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，然后以800℃/秒的冷却速度，将铝合金熔体冷却到比由所述铝合金的组成确定的固相线温度低至少10℃的温度，其中通过使用单辊式、双辊式、块式、带式或轮式铸造工艺来铸造所述铝合金熔体，以及将铝合金熔体铸造成厚度为5mm的板状；
（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。
其中，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：5%，Cr：0.08%，Fe：0.18，Cu：0.7%，Mn：1.6%，Mg：0.2%，Be：0.04%，Zn：0.05%，其余为铝。
其中，所述步骤（2）中清渣剂的重量为铝合金原材料的0.04。
其中，所述步骤（2）中混合温度为730℃，混合时间为8分钟。
其中，所述步骤（3）中Al-Sr中间合金的重量为铝合金原材料的0.04，Al-Sr中间合金为Sr含量40％的中间合金。
其中，所述步骤（5）中均匀化热处理的保温温度为410℃，保温时间为25小时。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (8)
1.一种铝合金的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将铝合金原材料置入铝合金熔炼炉内熔炼，至所述铝合金原材料全部熔化，得到第一铝合金熔液，其中熔炼炉内的温度为710～750℃；
（2）将清渣剂与步骤（1）得到的第一铝合金熔液混合，然后置于冶金除渣装置排出熔渣，得到第二铝合金熔液；
（3）将步骤（2）得到的第二铝合金熔液置于合金炉内，调整第二铝合金熔液的温度至720～740℃，然后加入Al-Sr中间合金，置于熔炼炉内熔炼，加热至温度为740～750℃时，进行第一次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，加热至温度达到750～780℃时，将熔体倒入保温炉，保温炉中熔体温度在740～750℃时，进行第二次喷粉精炼，静置30～50分钟后扒渣，得铝合金熔体；
（4）将步骤（3）得到的铝合金熔体浇注到铸模中，然后以200～2000℃/秒的冷却速度，将铝合金熔体冷却到比由所述铝合金的组成确定的固相线温度低至少10℃的温度，其中通过使用单辊式、双辊式、块式、带式或轮式铸造工艺来铸造所述铝合金熔体，以及将铝合金熔体铸造成厚度为0.3～10mm的板状；
（5）将所述步骤（4）得到的铝合金坯体进行均匀化热处理，得到所述铝合金。
2.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：4%～6%，Cr：0.01%～0.09%，Fe：0.1%～0.2%，Cu：0.5%～0.8%，Mn：1%～2%，Mg：0.03%～0.4%，Be：0.02%～0.05%，Zn：0.03%～0.07%，其余为铝。
3.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（1）中铝合金原材料的组分及重量百分比为：Si：5%，Cr：0.08%，Fe：0.18，Cu：0.7%，Mn：1.6%，Mg：0.2%，Be：0.04%，Zn：0.05%，其余为铝。
4.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（2）中清渣剂的重量为铝合金原材料的0.02～0.05。
5.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（2）中混合温度为720～740℃，混合时间为5～10分钟。
6.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（3）中Al-Sr中间合金的重量为铝合金原材料的0.02～0.05，Al-Sr中间合金为Sr含量40％的中间合金。
7.根据权利要求1所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（4）中冷却速度为800℃/秒。
8.根据权利要求7所述的铝合金的制备工艺，其特征在于，所述步骤（5）中均匀化热处理的保温温度为400～430℃，保温时间为20～30小时。
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