一种易偏析合金管的制备方法及装置与流程

本发明涉及易偏析合金材料制备技术领域，具体涉及一种易偏析合金管的制备方法及装置。

背景技术：

在合金材料的制备过程中，由于基体合金与普通合金一样，受选择结晶速度以及结晶速度大于溶质扩散速度的影响，不可避免地要在基体中产生化学成分不均匀现象—偏析，偏析行为会使合金组织凝固过程中元素出现富集或贫化现象，使得合金成分发生变化，进而影响铸态组织，大大降低合金材料的力学性能，是影响合金材料产品的一个不可忽视的方面。

目前，商业化的合金管材制备方式主要为铸造和挤压。以铝合金为例，铝合金具有较高的比强度和比刚度、良好的塑性和导热性，被广泛应用于航空航天、机械制造、车辆船舶以及电子产品中。然而，在铝合金管的生产工艺中，由于挤压设备的限制，会在产品与产品之间产生接头，限制了铝管成品的长度，另外，由铝合金熔体所制成的铸棒会不可避免的产生夹杂和气孔，导致在拉拔过程中产生应力集中等问题，同时，生产工艺复杂且生产效率低下，成本较高，制得的铝合金管表面质量较低，由于内部组织的偏析行为，使得铝合金管材具有缩孔疏松等缺陷，大大影响了铝合金管材产品的机械强度、塑性等性能，无法满足工业需要。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种易偏析合金管的制备方法及装置。提高工作效率，保证生产过程中的铝合金管的质量。

为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种易偏析合金管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：将易偏析的合金原料熔炼后经雾化制粉得到合金粉末；

s2：经步骤s1制得的合金粉末通过进料口置于装置的第一段坩埚加热空腔内，利用中频感应加热装置将合金粉末加热至500～600℃，使其充分软化；

s3：打开坩埚底部隔板，使步骤s2得到的合金熔体缓慢流入坩埚内腔；

s4：利用感应加热装置将流下的合金熔体加热至700～750℃，使其完全熔化为合金溶液并沿内腔缓慢下流；

s5:合金溶液在坩埚底部出口经牵引装置和冷却装置处理得到薄壁无偏析的合金管件。

本发明的有益效果是，将合金熔炼与模具铸造结合为一体，简化了合金管的生产工艺，降低了生产成本，解决了合金凝固过程中的偏析行为，得到晶粒细小、均匀的合金内部组织，提高了合金管壁的机械强度和塑性，保证了合金管的生产效率和产品性能。

在本发明的一种优选的实施方式中，在前述内容的基础上，所述步骤s2中所述合金加热熔炼为分段加热。

进一步，所述步骤s4中第二次合金熔炼过程中，坩埚内腔直径由上到下依次递减。

一种易偏析合金管的制备装置，其特征在于，包括：坩埚壳体，中频感应加热装置，感应加热装置；

所述坩埚壳体的左上端设有进料口；所述坩埚壳体的右上端设有惰性气体进入口；所述坩埚壳体上设有隔板；所述中频感应加热装置设置在所述隔板的上端两侧；所述感应加热装置设置在所述隔板的下端的两侧。

进一步的，所述坩埚壳体内设有坩埚加热空腔、坩埚内腔；所述坩埚内腔的直径从上到下呈递减。

进一步的，所述坩埚壳体的下端设有合金管出口；所述坩埚壳体的下端设有牵引装置和水冷装置。

附图说明

图1是本发明一种易偏析合金管的制备装置图。

1、坩埚壳体；2、中频感应加热装置；3、感应加热装置；4、进料口；5、惰性气体进入口；6、隔板；7、坩埚加热空腔；8、坩埚内腔；9、合金管出口；10、牵引装置；11、水冷装置。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

为解决上述问题，本发明提供了一种易偏析合金管的制备方法及装置。提高工作效率，保证生产过程中的铝合金管的质量。

为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种易偏析合金管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1：将易偏析的合金原料熔炼后经雾化制粉得到合金粉末；

s2：经步骤s1制得的合金粉末通过进料口4置于装置的第一段坩埚加热空腔7内，利用中频感应加热装置2将合金粉末加热至500～600℃，使其充分软化；

s3：打开坩埚底部隔板6，使步骤s2得到的合金熔体缓慢流入坩埚内腔8；

s4：利用感应加热装置3将流下的合金熔体加热至700～750℃，使其完全熔化为合金溶液并沿内腔缓慢下流；

s5:合金溶液在坩埚底部出口经牵引装置10和冷却装置11处理得到薄壁无偏析的合金管件。

本发明的有益效果是，将合金熔炼与模具铸造结合为一体，简化了合金管的生产工艺，降低了生产成本，解决了合金凝固过程中的偏析行为，得到晶粒细小、均匀的合金内部组织，提高了合金管壁的机械强度和塑性，保证了合金管的生产效率和产品性能。

在本发明的一种优选的实施方式中，在前述内容的基础上，所述步骤s2中所述合金加热熔炼为分段加热。

进一步，所述步骤s4中第二次合金熔炼过程中，坩埚内腔8直径由上到下依次递减。

一种易偏析合金管的制备装置，其特征在于，包括：坩埚壳体1，中频感应加热装置2，感应加热装置3；

所述坩埚壳体1的左上端设有进料口4；所述坩埚壳体1的右上端设有惰性气体进入口5；所述坩埚壳体1上设有隔板6；所述中频感应加热装置2设置在所述隔板6的上端两侧；所述感应加热装置3设置在所述隔板6的下端的两侧。

进一步的，所述坩埚壳体1内设有坩埚加热空腔7、坩埚内腔8；所述坩埚内腔8的直径从上到下呈递减。

进一步的，所述坩埚壳体1的下端设有合金管出口9；所述坩埚壳体1的下端设有牵引装置10和水冷装置11。

在实际操作中，首先将易偏析的合金原料熔炼后经雾化制粉得到合金粉末，然后通过坩埚壳体1上端的进料口4进入坩埚壳体1内部，合金粉末通过进料口4置于装置的第一段坩埚加热空腔7内，利用中频感应加热装置2将合金粉末加热至500～600℃，使其充分软化，再打开坩埚底部隔板6，使加热软化后的合金熔体缓慢流入坩埚内腔8中，再利用利用感应加热装置3将流下的合金熔体加热至700~750℃，使其完全熔化为合金溶液并沿内腔缓慢下流，最后合金溶液在坩埚底部的合金管出口9经牵引装置10和水冷装置11处理得到薄壁无偏析的合金管件。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种易偏析合金管的制备方法及装置，包括，坩埚壳体，中频感应加热装置，感应加热装置；所述坩埚壳体的左上端设有进料口；所述坩埚壳体的右上端设有惰性气体进入口；所述坩埚壳体上设有分隔板；所述中频感应加热装置设置在所述分隔板的上端两侧；所述感应加热装置设置在所述分隔板的下端的两侧。通过将合金熔炼与模具铸造结合为一体，简化了合金管的生产工艺，降低了生产成本，解决了合金凝固过程中的偏析行为，得到晶粒细小、均匀的合金内部组织，提高了合金管壁的机械强度和塑性，保证了合金管的生产效率和产品性能。

技术研发人员：王立龙
受保护的技术使用者：张家港高合特种合金材料有限公司
技术研发日：2019.07.11
技术公布日：2019.10.18