一种微合金化的Al-Si合金及其铝合金杆的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及特种导线结构技术领域，具体为一种微合金化的M-Si合金，本发明 还提供了一种侣合金杆的制备方法、一种侣娃合金焊丝。
【背景技术】
[0002] 侣及其合金W其密度小、塑性好、比强度高、抗腐蚀性等优异性能，被广泛应用于 航空航天、汽车工业中，运也促使侣及侣合金焊接材料的广泛应用。但是由于侣合金线膨胀 系数较大，焊接裂纹倾向较大，会造成焊缝接头力学性能的下降，甚至造成失效。
[0003] 4043侣合金焊丝是W5%Si为主要成分的侣娃系合金焊丝，该焊丝具有烙化后流 动性好、凝固收缩率小、不易产生焊接热裂纹等特点，被广泛适用于易产生焊接热裂纹的可 热处理强化侣合金及铸侣的焊接。现有的侣合金焊丝主要采用半连续铸造或水平牵引铸 造一挤压一拉拔的工艺路线进行生产。该工艺虽然工艺简单、成本低廉，但流程较复杂，产 品质量欠佳、性能不够稳定、生产规模适中等特点，只适合于中小型企业进行专业化生产。 且侣娃合金杆由于成分或工艺原因，在加工侣娃合金焊丝的过程中断丝率较高；生产的侣 娃合金焊丝质量不稳定，焊接性能较差。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明提供了一种微合金化的M-Si合金，其退火后的微合金化 侣合金杆抗拉强度llOMPaW上，伸长率29%W上，在加工规格侣合金焊丝过程中不易断 丝，焊丝表面光洁度高，焊接飞瓣小，接头抗拉强度好，适用于大批量专业化生产侣娃合金 焊丝。 阳0化]一种微合金化的M-Si合金，其特征在于，其成分如下：4. 7~5.8wt%的娃Si; 0 ~《0. 15wt% 的铁化；0. 01 ~0.Iwt% 的铜Cu;0. 005 ~0. 03wt% 的儘Μη;0. 01 ~0. 1% 的锁Sr;其余为侣。其W侣为基体，添加了Si及微量元素化、Μη、Sr，其中微量化起固溶 强化和弥散强化的作用；微量的Μη可提高再结晶溫度和细化再结晶晶粒，另一方面可W改 善合金的抗腐蚀性能；Sr是侣娃合金的变质剂，球化针状共晶娃，不仅可W改善材料的力 学性能，还可W提高制品表面光洁度；另外，各元素都不是孤立的起作用，其影响是交互的， 如对合金的力学性能、铸造性能、晶粒细化均有一定的作用。
[0006] 其进一步特征在于：
[0007] 优选地，铜Cu含量为0. 015~0. 05wt% ;儘Μη的含量为0. 008~0. 015wt% ;锁 Sr的含量为0. 01~0. 05wt%。
[0008] 一种侣合金杆的制备方法，其特征在于：预先制出按照微合金化的M-Si合金成 分配比的合金液，之后高效喷粉精炼剂通入装有侣液的保溫炉内烙体中进行精炼，化渣后 再次调整侣液内成分配比，之后进行诱铸侣巧，剪去前段侣巧后，之后对其余侣巧进行社 审IJ、形成侣杆，之后泽火，并将合金杆收线后排列、放入退火炉内进行退火处理后取出获得 成品。
[0009] 其进一步特征在于：
[0010] 其具体制备步骤如下：
[0011] (1)烙炼：将牌号为A199. 7的侣锭投入竖炉中烙炼，控制侣液溫度达到800°C左 右；
[0012] (2)配料及烘料：待竖炉侣水化满后，按合金成分配料，将计算重量的工业娃先加 入保溫炉内；
[0013] (3)放水：工业娃烘好后，向保溫炉内放入所需的A199. 70普侣液；
[0014] (4)加料及揽拌：待侣水放好后，将过好砰的侣铜、侣儘中间合金从保溫炉的炉口 口加入，揽拌侣液；
[0015] (5)精炼：揽拌完毕后，采用氮气喷粉精炼，将喷粉精炼剂装入喷粉精炼机罐内， 打开气源，并将精炼管通入炉内，进行移动吹扫式喷粉精炼，控制好出粉速度，精炼时间不 少于30min。精炼时气泡不能太大，应避免侣合金液的激烈反应，W合金液呈轻微地沸腾状 为宜；
[0016] (6)化渣：精炼结束用化渣工具进行化渣，化渣时应先从炉里面将内部的浮渣化 向炉口口，聚集在炉口 口处稍作停留，沉降片刻后再化出炉外的渣盘内，渣化出炉口时注意 动作缓慢，W免将炉内侣液带出炉外；
[0017] (7)取样送检：化渣结束后用试样勺取2个样，样品送质量部用光谱分析仪快速分 析合金液含量；
[0018] (8)诱铸：待侣合金液溫度为740~760°C时，诱铸前加入侣锁中间合金，之后放水 诱铸，保溫炉倾动，炉内侣液流入在线除气腔内，在线转子的转速设定为30化pm;侣液流入 过滤箱W及大诱包，开始时船型诱包是被抬起，W便最初的金属可W从背侧排放槽排放至 放侣箱内，当金属液达到680°C，放下大诱包，放入浮标，开始诱铸，保持小诱包内侣液溫度 在670~710°C;诱铸过程中开启喂丝机，喂M-Ti-B丝，速度设定为100~150cm/min;侣 巧进社前必须将铸巧冷头剪去30米W上，然后根据侣巧外观质量、刀口平滑度、侣巧的溫 度确定是否满足进社条件；
[0019] (9)社制、泽火：启动感应加热炉，停止剪昆，在巧料进粗社机前应测量铸锭的表 面溫度，并通过调节加热器的功率来保持铸巧溫度在480~520°C;打开泽火水阀口，使合 金杆经冷却水冷却后，杆溫控制在l〇〇°CW下，同时确保合金杆表面干燥、圆整，不允许有错 圆、折边、裂纹及夹杂物；
[0020] (10)收线：收线时要将侣杆排列整齐，且每卷合金杆的重量应控制在1.5~ 2. 5t;
[0021] (11)退火：将步骤（10)所得侣合金杆移入退火炉内进行退火处理，加溫至400~ 480°C，保溫8~12h。
[0022] 其更进一步特征在于：步骤（8)、巧）、（10)采用意大利普洛佩兹连铸连社生产线 进行生产，确保达到本发明所述的最佳效果。
[0023] 本发明还提供了一种侣娃合金焊丝，其为上述方案述侣合金或上述方案制备的侣 合金杆经多模拉丝一退火一多模拉丝一机械刮削一清洗烘干工艺流程或本领域技术人员 熟知的方法制得。
[0024] 采用本发明后，退火后的微合金化侣合金杆抗拉强度llOMPaW上，伸长率29%W 上，在加工规格侣合金焊丝过程中不易断丝，焊丝表面光洁度高，焊接飞瓣小，接头抗拉强 度好，适用于大批量专业化生产侣娃合金焊丝。
【附图说明】
[00巧]图1为本发明的微合金化的Al-Si合金所对应的合金杆的侣巧具体实施例一的剖 面金相图；
[00%] 图2为本发明的微合金化的Al-Si合金所对应的合金杆的侣巧具体实施例二的剖 面金相图；
[0027] 图3为本发明的微合金化的Al-Si合金所对应的合金杆的侣巧具体实施例Ξ的剖 面金相图；
【具体实施方式】
[0028] 一种微合金化的Al-Si合金，其成分如下：4. 7~5.8wt%的娃Si;0~《0. 15wt% 的铁化；0. 01~0.Iwt%的铜Cu;0. 005~0. 03wt%的儘Μη;0. 01~0. 1%的锁Sr;其余 为侣。其W侣为基体，添加了Si及微量元素化、Μη、Sr，其中微量化起固溶强化和弥散强 化的作用；微量的Μη可提高再结晶溫度和细化再结晶晶粒，另一方面可W改善合金的抗腐 蚀性能；Sr是侣娃合金的变质剂，球化针状共晶娃，不仅可W改善材料的力学性能，还可W 提高制品表面光洁度；另外，各元素都不是孤立的起作用，其影响是交互的，如对合金的力 学性能、铸造性能、晶粒细化均有一定的作用。
[0029] 优选地，铜Cu含量为0. 015~0. 05wt% ;儘Μη的含量为0. 008~0. 015wt% ;锁 Sr的含量为0. 01~0. 05wt%。
[0030] 一种侣合金杆的制备方法，预先制出按照微合金化的M-Si合金成分配比的合金 液，之后高效喷粉精炼剂通入装有侣液的保溫炉内烙体中进行精炼，化渣后再次调整侣液 内成分配比，之后进行诱铸侣巧，剪去前段侣巧后，之后对其余侣巧进行社制、形成侣杆，之 后泽火，并将合金杆收线后排列、放入退火炉内进行退火处理后取出获得成品。
[0031] 其具体制备步骤如下： 阳0巧 （1)烙炼：将牌号为A199. 7的侣锭投入竖炉中烙炼，控制侣液溫度达到800°C左 右；
[0033] (2)配料及烘料：待竖炉侣水化满后，按合金成分配料，将计算重量的工业娃先加 入保溫炉内；
[0034] 做放水：工业娃烘好后，向保溫炉内放入所需的A199. 70普侣液；
[0035] (4)加料及揽拌：待侣水放好后，将过好砰的侣铜、侣儘中间合金从保溫炉的炉口 口加入，揽拌侣液；
[0036] (5)精炼：揽拌完毕后，采用氮气喷粉精炼，将喷粉精炼剂装入喷粉