專利名稱：一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法
一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋁合金主要作為鑄造或壓鑄鋁合金被使用，常用于生產(chǎn)汽車零部件，直接采用鑄造或壓鑄方法生產(chǎn)，同時(shí)鋁合金也以板材的形式應(yīng)用于汽車，如水箱帶，鋁合金鉛焊料所使用的4343/3003鋁合金復(fù)合材料，其中使用的4343鋁合金采用半連續(xù)鑄造的生產(chǎn)方法進(jìn)行生產(chǎn)，然后進(jìn)行退火、洗面、熱軋至一定厚度，再跟3003鋁合金坯料進(jìn)行熱軋復(fù)合。這種生產(chǎn)工藝流程長(zhǎng),復(fù)合成材率低，生產(chǎn)成本高,為此,亟待尋求適合于以4343為代表的鋁合金的鑄軋技術(shù)。
經(jīng)查閱國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料表明，鋁合金的鑄軋生產(chǎn)技術(shù)只應(yīng)用于1000系、3000系、8000系和極個(gè)別的其它系列鋁合金生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)外目前尚無(wú)有關(guān)以4343為代表的鋁合金的鑄軋技術(shù)及生產(chǎn)報(bào)道，其主要原因由于鋁合金含有較高的硅，采用鑄軋技術(shù)生產(chǎn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)片狀的共晶硅，這種形狀的 硅相使得鑄軋板本身變得很脆，邊部產(chǎn)生嚴(yán)重的裂紋，而且在后續(xù)的軋制變形時(shí)，即使采用熱軋條件下也會(huì)產(chǎn)生裂紋，甚至整個(gè)板面軋碎，無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋁合金板材的軋制變形。除此之外，以4343為代表的鋁合金有較大的兩相區(qū)溫度范圍，而目前能夠正常生產(chǎn)的1000系、3000系和8000系等鋁合金兩相區(qū)溫度范圍不大于20°C，這種兩相區(qū)溫度范圍的增加了鑄軋技術(shù)難度，當(dāng)鑄軋澆注溫度較高時(shí)具有較好的流動(dòng)性能，容易產(chǎn)生泡湯現(xiàn)象，而較低的澆注溫度又會(huì)產(chǎn)生軋卡現(xiàn)象，立板難度很大。發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法，目的是通過(guò)控制溫度和硅相變質(zhì)，提出適合于4343鋁合金鑄軋的技術(shù)參數(shù)和變質(zhì)方案，實(shí)現(xiàn)4343鋁合金的鑄軋工業(yè)生產(chǎn)，最終縮短生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)成本。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行: (1)配料熔煉:按照重量百分比，4343鋁合金成分S1:6.8-8.2%，F(xiàn)e〈0.8%,Cu<0.25%,Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，余量為Al進(jìn)行配料，在熔煉爐內(nèi)于73(T750°C熔煉至少I小時(shí)，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少0.5小時(shí)，再于7(KT73(TC進(jìn)行精煉，每2小時(shí)除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)精煉后的鋁合金液進(jìn)行除氣，保證鋁合金液中含氫量(0.12ml/100g； (2)變質(zhì)處理:控制從靜置爐流出鋁合金熔體溫度為69(T720°C，向流動(dòng)中的熔體添加變質(zhì)劑鋁鍶合金，添加量按重量比，鋁合金熔體中含鍶量為0.004-0.1% ； (3)熔體輸送:在添加變質(zhì)劑起15飛O分鐘內(nèi)，將熔體送至鑄軋機(jī)組，熔體達(dá)到鑄軋機(jī)的鑄嘴后時(shí)的溫度控制在63(T670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進(jìn)行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時(shí)，調(diào)整冷卻水壓力在0.2^0.4Mpa，鑄軋速度控制在0.6^0.8m/min，從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是: (1)傳統(tǒng)的4343鋁合金的生產(chǎn)方法是半連續(xù)鑄造即熱軋復(fù)合法，具體流程是配料熔煉、變質(zhì)處理、半連續(xù)鑄造、退火、洗面熱軋、冷軋，最終得到4343鋁合金板材，本發(fā)明方法的工藝流程是配料熔煉、變質(zhì)處理，直接鑄軋冷軋得到4343鋁合金板材； (2)本發(fā)明中控制為了保證鋁合金熔體的成分均勻，讓合金元素在較高溫度下有足夠時(shí)間擴(kuò)散，同時(shí)也考慮到為了保證鋁合金熔體轉(zhuǎn)到靜置爐后的溫度損失，因此其熔煉溫度不低于730°C，熔化后保溫時(shí)間不少于I小時(shí)； (3)4343鋁合金熔體在靜置爐中溫度為70(T730°C，這主要考慮到變質(zhì)溫度的緣故，為了保證變質(zhì)效果，添加變質(zhì)劑時(shí)熔體的溫度不應(yīng)低于690°C，否則變質(zhì)效果不佳，這是根據(jù)工廠生產(chǎn)實(shí)際過(guò)程靜置爐與鑄軋機(jī)距離及溫降、變質(zhì)效果與變質(zhì)溫度和變質(zhì)時(shí)間來(lái)確定的； (4)本發(fā)明中對(duì)鋁合金變質(zhì)處理采用鋁鍶合金，這是由于4343鋁合金為亞共晶鋁合金，其主要相組成為a -Al和鋁硅共晶相，而影響其性能尤其是變形性能的是鋁硅共晶相，而決定鋁硅共晶相變形性能的是共晶組織中硅的析出狀態(tài)，不采用變質(zhì)劑時(shí)硅呈片狀析出，軋制變形時(shí)硅相斷裂而產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致板材軋碎；本發(fā)明中在流動(dòng)的鋁合金熔體中采用鋁鍶合金進(jìn)行變質(zhì)后，共晶組織中的硅析出相呈點(diǎn)狀或球狀，在軋制變形過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生斷裂產(chǎn)生裂紋，變 形性能優(yōu)越； (5)經(jīng)變質(zhì)后的4343鋁合金熔體從流道進(jìn)入鑄軋鑄嘴時(shí)溫度為63(T670°C，主要因?yàn)榭紤]到4343鋁合金的流動(dòng)性和凝固溫度，溫度低于630°C就會(huì)產(chǎn)生軋卡現(xiàn)象，高于670°C則產(chǎn)生泡湯現(xiàn)象，兩者都不能正常立板，鑄軋工藝不能實(shí)現(xiàn)； (5 )采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的4343鋁合金板材，還可以直接進(jìn)行冷軋變形，道次變形量可以達(dá)到20%以上，可以不經(jīng)中間退火從鑄軋板厚度(6 8mm)直接軋制到0.4mm成品。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)4343鋁合金板材進(jìn)行拉伸性能測(cè)試按照ASTM標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
本發(fā)明實(shí)施例中采用的鋁鍶變質(zhì)劑是含鍶10%的鋁鍶合金。
實(shí)施例1 Cl)配料熔煉:按照重量百分比，4343鋁合金成分S1:6.8%，F(xiàn)e<0.8%, Cu〈0.25%,Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，余量為Al進(jìn)行配料，在熔煉爐內(nèi)于730°C熔煉I小時(shí)，然后在靜置爐內(nèi)靜置0.5小時(shí)，再于725°C進(jìn)行精煉，每2小時(shí)除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氣氣對(duì)精煉后的招合金液進(jìn)打除氣，保證招合金液中含龜*量< 0.12ml/IOOg ； (2)變質(zhì)處理:控制從靜置爐流出鋁合金熔體溫度為690°C，向流動(dòng)中的熔體添加變質(zhì)劑鋁鍶合金，添加量按重量比，鋁合金熔體中含鍶量為0.004% ； (3)熔體輸送:在添加變質(zhì)劑起15分鐘內(nèi)，將熔體送至鑄軋機(jī)組，熔體達(dá)到鑄軋機(jī)的鑄嘴后時(shí)的溫度控制在660°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進(jìn)行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時(shí)，調(diào)整冷卻水壓力在0.2Mpa，鑄軋輥直徑為Φ 860mm，鑄軋速度控制在0.6m/min，從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。
4343鋁合金板經(jīng)冷軋到0.4mm退火后，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為153MPa，延伸率為32%。
實(shí)施例2 Cl)配料熔煉:按照重量百分比，4343鋁合金成分S1:7.5%，F(xiàn)e<0.8%, Cu〈0.25%,Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，余量為Al進(jìn)行配料，在熔煉爐內(nèi)于750°C熔煉2小時(shí)，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少I小時(shí)，再于700°C進(jìn)行精煉，每2小時(shí)除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用氬氣對(duì)精煉后的招合金液進(jìn)打除氣，保證招合金液中含龜*量< 0.12ml/IOOg ； (2)變質(zhì)處理:控制從靜置爐流出鋁合金熔體溫度為700°C，向流動(dòng)中的熔體添加變質(zhì)劑鋁鍶合金，添加量按重量比，鋁合金熔體中含鍶量為0.04% ； (3)熔體輸送:在添加變質(zhì)劑起40分鐘內(nèi)，將熔體送至鑄軋機(jī)組，熔體達(dá)到鑄軋機(jī)的鑄嘴后時(shí)的溫度控制在630°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進(jìn)行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時(shí)，調(diào)整冷卻水壓力在0.3Mpa，鑄軋輥直徑為Φ 1020mm，鑄軋速度控制在0.7m/min,從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。
4343鋁合金板經(jīng)冷軋到0.4mm退火后，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為146MPa，延伸率為29%。
實(shí)施例3 Cl)配料熔煉:按照重量百分比，4343鋁合金成分S1:8.2%，F(xiàn)e<0.8%, Cu〈0.25%,Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，余量為Al進(jìn)行配料，在熔煉爐內(nèi)于740°C熔煉8小時(shí)，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少2小時(shí)，再于730°C進(jìn)行精煉，每2小時(shí)除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮?dú)鈱?duì)精煉后的鋁合金液進(jìn)行除氣，保證鋁合金液中含氫量< 0.12ml/100g ； (2)變質(zhì)處理:控制從靜置爐流出鋁合金熔體溫度為720°C，向流動(dòng)中的熔體添加變質(zhì)劑鋁鍶合金，添加量按重量比，鋁合金熔體中含鍶量為0.1% ； (3)熔體輸送:在添加變質(zhì)劑起60分鐘內(nèi)，將熔體送至鑄軋機(jī)組，熔體達(dá)到鑄軋機(jī)的鑄嘴后時(shí)的溫度控制在670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進(jìn)行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時(shí)，調(diào)整冷卻水壓力在0.4Mpa，鑄軋輥直徑為Φ 1020mm，鑄軋速度控制在0.8m/min,從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。
4343鋁合金板經(jīng)冷軋到0.4mm退火后，進(jìn)行拉伸性能測(cè)試，其抗拉強(qiáng)度為151MPa，延伸率為30%。
權(quán)利要求
1.一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: (1)配料熔煉:按照4343鋁合金成分進(jìn)行配料，按重量百分比S1:6.8-8.2%，F(xiàn)e〈0.8%,Cu〈0.25%, Μη〈0.1%，Ζη〈0.2%，余量為Al料，在熔煉爐內(nèi)于730 75(TC熔煉至少I小時(shí)，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少0.5小時(shí)，再于70(T73(rC進(jìn)行精煉，每2小時(shí)除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮?dú)饣驓鍤鈱?duì)精煉后的鋁合金液進(jìn)行除氣，保證鋁合金液中含氫量(0.12ml/100g ； (2)變質(zhì)處理:控制從靜置爐流出鋁合金熔體溫度為69(T720°C，向流動(dòng)中的熔體添加變質(zhì)劑鋁鍶合金，添加量按重量比，鋁合金熔體中含鍶量為0.004-0.1% ； (3)熔體輸送:在添加變質(zhì)劑起15飛O分鐘內(nèi)，將熔體送至鑄軋機(jī)組，熔體達(dá)到鑄軋機(jī)的鑄嘴時(shí)的溫度控制在63(T670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進(jìn)行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時(shí)，調(diào)整冷卻水壓力在0.2^0.4MPa，鑄軋速度控制在0.6^0.8m/min，從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板 完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋁合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種4343鋁合金板的鑄軋生產(chǎn)方法。本發(fā)明方法在進(jìn)行配料熔后，對(duì)流動(dòng)的鋁合金熔體進(jìn)行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理后直接進(jìn)入鑄軋機(jī)組中進(jìn)行鑄軋，調(diào)整冷卻水壓力在0.2~0.4MPa，鑄軋速度控制在0.6~0.8m/min，從而保證鑄軋速度與結(jié)晶速度相匹配，立板完成后，將鋁合金板送入到卷取處，即出成品4343鋁合金板。本發(fā)明方法克服了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝需要半連續(xù)鑄造和熱軋存在的工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高的問(wèn)題，為4343鋁合金的工業(yè)生產(chǎn)提供了一條新途徑。
文檔編號(hào)C22C1/02GK103215480SQ201310128879
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月15日
發(fā)明者許光明, 王群驕, 于九明 申請(qǐng)人:東北大學(xué)