本发明涉及一种铝合金半固态铸轧方法,属于有色金属材料成型加工及应用的技术领域。
背景技术:
铝合金是有色金属合金材料,具有较低的密度,较好的强度和塑形,广泛应用与机械制造、电子工业、航空航天等领域,随着交通运输业和航空航天领域的迅猛发展,对重量轻、强塑性好的材料需求量增加,使铝合金材料有了更为广泛的前景。
铝合金材料的加工方式主要有重力铸造、压铸、连铸、双辊铸轧等,双辊铸轧是一种短流程的近净成型工艺,具有生产周期短、效率高的特点。
铝合金双辊铸轧工艺分为液态铸轧和半固态铸轧,液态铝合金铸轧成型研究较多,是将铝合金熔体浇注到铸轧辊中,利用铸轧辊边凝固边轧制,得到铝合金板坯,半固态铝合金铸轧工艺还处于科学研究中。
技术实现要素:
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况,提供一种铝合金半固态铸轧方法,通过合金熔炼、半固态浆体制备、铸轧成型,制成高性能铝合金板坯,以提高铝合金铸件的质量和生产效率。
技术方案
轧制方法如下:
(1)铝合金半固态铸轧使用材料为:铝合金、无水乙醇,其准备用料如下:以克、毫升为计量单位
铝合金:2000g±0.01g
无水乙醇:c2h5oh、2000ml±10ml
(2)铝合金切块
将铝合金置于钢质平板上,用机械切制成块状,块状尺寸≦50mm×60mm×70mm;
(3)熔炼、浇注、轧制
铝合金半固态熔炼、半固态浇注、轧制是在熔炼铸轧机上进行的;
①将铝合金块加入熔炼铸轧机的熔炼坩埚内,开启熔炼坩埚加热器,加热温度720℃±2℃,加热熔炼15min,成铝合金熔液;
②熔炼后,将铝合金熔液经弯曲浇道注入保温坩埚,保温15min后铝合金液成半固态状;
③半固态状铝合金液注入侧封板内待轧;
④半固态铝合金液进入铸轧机的左轧辊和右轧辊之间进行轧制,左轧辊的转动方向为顺时针转动,右轧辊的转动方向为逆时针转动,轧制后成矩形铸件;
⑤冷却,轧制后的矩形铸件由两侧的冷却水管喷雾冷却;
冷却后,即为铝合金矩形板状铸件;
(4)修整、清洗
将轧制后的铝合金矩形板状铸件置于钢质平板上,用400目砂纸打磨正反面及周边,使其光整;
然后用无水乙醇清洗铸件正反表面及周边,使其洁净,清洗后晾干;
(5)检测、分析、表征
对制备的铝合金矩形铸件进行检测、分析、表征;
用金相显微镜进行微观组织分析;
用x射线衍射仪进行铝合金铸轧件物相分析;
结论:铸轧后的铝合金板为矩形板材,铸轧态的铝合金板硬度90hv、抗拉强度为200mpa、延伸率9%;
(6)包装、储存
制备的铝合金矩形铸件用软质材料包装,要防潮、防晒、防酸碱盐侵蚀,储存温度20℃,相对温度10%。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性,是针对铝合金液态铸造存在的弊端,采用熔炼、弯曲浇道输送、保温坩埚保温、轧制机凝固轧制成型,制成铝合金矩形铸轧板材,此制备方法工艺先进、工序连续衔接、技术参数精确翔实,制备的铝合金矩形板状铸件强度好、硬度90hv、抗拉强度为200mpa、延伸率9%,是先进的铝合金半固态铸轧方法。
附图说明
图1,铝合金熔炼、半固态铸轧状态示意图
图2,弯曲浇道管结构图
图3,铝合金铸轧件横切面金相组织形貌图
图4,为铝合金铸轧件x射线衍射强度图谱
图中的示,附图标记清单如下:
1、熔炼铸造轧制机,2、熔炼坩埚,3、弯曲浇道管,4、保温坩埚,5、输液管,6、侧封板,7、左轧辊,8、右轧辊,9、铝合金板状铸件,10、液压装置,11、第一冷却喷管,12、第二冷却喷管,13、弯曲浇道,14、铝合金液,15、坩埚加热器,16、通气管,17、电控箱。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明
图1所示,为铝合金熔炼、半固态铸轧状态图,各部位置、连接关系要正确、安装牢固,按序操作。
熔炼铸造轧制机为立式,熔炼铸造轧制机1的上部为熔炼坩埚2,熔炼坩埚2内为铝合金液14,熔炼坩埚壁上设有坩埚加热器15,熔炼坩埚2内中间位置为通气管16,熔炼坩埚2下部连接弯曲浇道管3,弯曲浇道管3内设有弯曲浇道13;弯曲浇道管3下部连接保温坩埚4,保温坩埚4下部连接侧封板6;侧封板6左部设有左轧辊7、右部设有右轧辊8;熔炼铸造轧制机1右部设有液压装置10、左部设有电控箱17;熔炼铸造轧制机1下部分左右设有第一冷却喷管11、第二冷却喷管12;铝合金液14熔炼后进入弯曲浇道管3内的弯曲浇道13,然后进入保温坩埚4内,通过输液管5进入侧封板6内,侧封板6内的铝合金液14呈半固态状,半固态状铝合金液14出液后进入左轧辊7、右轧辊8之间,进行挤压轧制,轧制后成铝合金板状铸件9,在轧制过程中由第一冷却喷管11、第二冷却喷管12对铝合金板状铸件9进行冷却,即完成了铝合金熔炼、半固态凝固、轧制、冷却、成型的全过程。
图2所示,为弯曲浇道管结构图;弯曲浇道管呈矩形,内部为弯曲浇道13。
图3所示,为铝合金铸轧件横切面金相组织相貌图:金相组织为细小等轴晶组织,不存在铸态枝晶组织,其中白色区域为细小的α-al基体组织,晶界区域黑色连续网状组织为al-si共晶组织。
图4所示,为铝合金铸轧件x射线衍射强度图谱,纵坐标为衍射强度,横坐标为衍射角2θ,最高峰和高峰均为铝相,低的衍射峰均为硅相。