专利名称：一种铝合金圆杆制备方法
技术领域：
本发明涉及铝合金圆杆制备领域，具体地说是一种铝合金圆杆制备方法。
背景技术：
铝合金圆杆是生产铝合金导线、铝合金管材和铝合金焊丝等的主要原材料，目前，铝合金圆杆的生产工艺有立式半连续铸造一挤压法、连铸连轧法和水平连铸连拉法三种方法。
立式半连续铸造一挤压法制备铝合金圆杆的工艺流程配料一熔化一精炼一立式半连续铸造一铸锭均匀化一铸锭加热一热挤压一Φ8 mm左右的线坯。但这种工艺路线设备投资较大，工序多，占地面积大，工模具消耗和能耗较高，生产过程中的几何废料也高，产品成品率相对较低，更为重要的是常规挤压产品组织性能沿长度方向上十分不均匀且有接头，这将严重地影响到随后的深加工性能和最终产品的性能均匀性。连铸连轧工艺是电线电缆行业生产铝和软铝合金线坯的主要方法，其工艺流程配料一熔化一精炼一连续铸造(边长为40 50 mm菱形截面的坯料)一热连轧(13道次)一Φ9. 8mm左右的线坯。这种工艺路线设备投资适中，产品单重大、成材率高(90%以上)、质量相对稳定。国内有些厂家在进行铝合金圆杆连铸连轧工艺及装备的开发，但还没有采用这种工艺路线正常生产铝合金圆杆的先例。但控制浇注过程中进入氧化夹杂物和轧制过程中氧化膜和润滑油的进入是相当有难度的，甚至在技术上无法解决。水平连铸连拉法制备铝合金圆杆的工艺流程配料一熔化一精炼一水平连铸连拉(12个或24个结晶器并联)一Φ12πιπι左右的线坯。水平连铸连拉法的特点是设备投资少，线材的成品率高(90%以上)。然而水平连铸铝合金杆坯中不可避免的出现较常见比重偏析、枝晶偏析、晶界偏析和区域偏析，而这些偏析在后续拉拔工艺中难以消除它，通常采用对水平连铸铝合金杆坯进行均匀化处理。这不但增加了工序和生产成本，而且还会使杆坯表面氧化严重。此外，在水平连铸一连拉的情况下，拉制出来的线坯基本上是一种铸造组织，塑性比较差，后续拉制出的产品接头较多。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种材料利用率高，制品长度大，组织性能均匀的铝合金圆杆制备方法。本发明的技术任务是按以下方式实现的，该制备方法步骤如下经过配料、熔化、精炼、保温、在线过滤处理后得到的合金液采用带多头水平连铸结晶器的铸造炉铸造，铸造温度680 730°C，水平连铸速度600 1300mm/min，得直径Φ8 Φ16πιπι的小盘圆杆还；之后将小盘圆杆还进行清洗、漂洗和干燥，温度控制50 70°C,之后将小盘圆杆还在不超过24小时内送入连续挤压机进行连续挤压，温度为200 450°C，挤压机转速为15 24rpm,制得直径为Φ3 Φ 16mm的圆杆,然后将圆杆直接通过水槽进行冷却，冷却后温度保持40 60°C ;再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。所述的水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接。所述的小盘圆杆坯在送入连续挤压机前通过冷焊进行小盘对接，以实现不间断进料。本发明的一种铝合金圆杆制备方法和现有技术相比，具有以下特点
1)由于在铸造过程中，熔体不与大气接触，可免除氧化生渣和气体混入铸锭，因此，水平连铸圆杆氧化夹渣物少、含气量低；
2)水平连铸结晶器短，凝固速度极高。因此，杆坯表面质量好，外观尺寸精度高，内部组织性能均匀，晶粒度细小，合金与杂质元素的固溶度大；
3)—次将水平连铸杆坯挤压成不同规格尺寸的铝合金圆杆，有效地改善了水平连铸中 较常见的铸造缺陷，可制备出组织细小、性能均匀和表面质量优良的铝合金圆杆。
具体实施例方式实施例I:
采用99. 7%铝锭、镁锭以及Al-Fe、Al-Cu中间合金，根据电工用8030铝合金的化学成份范围计算各合金加入的重量比例，按此比例配料，在双500Kg容量燃气熔炼炉内经熔化、精炼、保温和在线过滤后，采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析，实测成分见表
I。采用10头水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接的水平连铸机铸造成直径为Φ8_的小盘圆杆还，铸造温度控制为680 700°C,水平连铸牵引速度1300mm/min,得到每盘重约IOOKg水平连铸小盘圆杆坯。将该小盘圆杆坯经清洗、漂洗、干燥后，在LJ300铝材连续挤压机上挤压成直径为Φ3πιπι的圆杆产品，连续挤压温度控制为200 320°C，挤压机转速为24rpm ;然后将圆杆直接通过水槽进行冷却，冷却后温度保持40 60°C ;再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。对该产品进行横断面晶粒度、力学性能和电性能进行测试，并将其平均值与相应连铸连轧工艺方法生产的国类产品比较，见表2。结果发现本发明生产的产品性能明显优于连铸连轧工艺方法。表I 8030铝合金实测化学成分/wt%
制备方法 |Si |Fe [Cu |Mn |Mg |Zn [B 本发明 —O. 048 0Γ565~O. 205 O. 009 O. 018 O. 011 0Γθ2"
连铸连乳 |θ· 056 |θ. 326 |θ. 163 |θ. OlO |θ. 005 |θ. OlO | ~
表2 8030铝合金杆断面晶粒度、力学性能和电性能
制备方法I晶粒度I抗拉强度/MPa I延伸率(AlOO)/% I电阻率/η Ω > m
本发明小于2逐1272528.63
连铸连乳|3、级 |ll6丨21|28. 92
实施例2:
采用99. 7%铝锭、镁锭以及Al-Fe、Al-Cu中间合金，根据电工用6201铝合金的化学成份范围计算各合金加入的重量比例，按此比例配料，在双500Kg容量燃气熔炼炉内经熔化、精炼、保温和在线过滤后，采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析，实测成分见表
3。采用10头水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接的水平连铸机铸造成直径为Φ16_的小盘圆杆还，铸造温度控制为680 700°C,水平连铸牵引速度600mm/min,得到每盘重约IOOKg水平连铸小盘圆杆坯。将该小盘圆杆坯经清洗、漂洗、干燥后，在LJ300铝材连续挤压机上挤压成直径为Φ16πιπι的圆杆产品，连续挤压温度控制为320 350°C，挤压机转速为15rpm ;然后将圆杆直接通过水槽进行冷却，冷却后温度保持40 60°C ;再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。对该产品进行横断面晶粒度、力学性能和电性能进行测试，并将其平均值与相应连铸连轧工艺方法生产的国类产品比较，见表4。结果发现本发明生产的产品性能明显优于连铸连轧工艺方法。表3 6201铝合金实测化学成分/wt%
权利要求
1.一种铝合金圆杆制备方法，其特征在于，所述的制备方法步骤如下 经过配料、熔化、精炼、保温、在线过滤处理后得到的合金液采用带多头水平连铸结晶器的铸造炉铸造，铸造温度680 730°C，水平连铸速度600 1300mm/min，得直径Φ8 Φ 16mm的小盘圆杆还；之后将小盘圆杆还进行清洗、漂洗和干燥，温度控制50 70°C,之后将小盘圆杆坯在不超过24小时内送入连续挤压机进行连续挤压，温度为200 450°C，挤压机转速为15 24rpm,制得直径为Φ3 Φ16ι πι的圆杆,然后将圆杆直接通过水槽进行冷却，冷却后温度保持40 60°C ;再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。
2.根据权利要求I所述的铝合金圆杆制备方法，其特征在于，所述的水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接。
3.根据权利要求I所述的铝合金圆杆制备方法，其特征在于，所述的小盘圆杆坯在送入连续挤压机前通过冷焊进行小盘对接，以实现不间断进料。
全文摘要
本发明公开了一种铝合金圆杆制备方法，属于铝合金圆杆制备领域，所述的制备方法步骤如下经过配料、熔化、精炼、保温、在线过滤处理后得到的合金液采用带多头水平连铸结晶器的铸造炉铸造得小盘圆杆坯；之后将小盘圆杆坯进行清洗、漂洗和干燥，之后将小盘圆杆坯在不超过24小时内送入连续挤压机进行连续挤压，得直径为Ф3～Ф16mm的圆杆，然后将圆杆直接通过水槽进行冷却,再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。本发明的铝合金圆杆制备方法和现有技术相比，具有投资小、工艺简单、操作方便、生产灵活、成材率高、生产成本低等特点。可广泛应用于电工用圆铝合金杆、连续挤压用铝合金杆、焊料用铝合金杆等的开发与生产上。
文档编号B21C31/00GK102941324SQ20121050010
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者季金力, 张辉 申请人:山东力伟新材料有限公司