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)，同時鋁合金也以板材的形式應用于汽車，如水箱帶，鋁合金鉛焊料所使用的4343/3003鋁合金復合材料，其中使用的4343鋁合金采用半連續(xù)鑄造的生產(chǎn)方法進行生產(chǎn)，然后進行退火、洗面、熱軋至一定厚度，再跟3003鋁合金坯料進行熱軋復合。這種生產(chǎn)工藝流程長,復合成材率低，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)查閱國內(nèi)外相關(guān)資料表明，鋁合金的鑄軋生產(chǎn)技術(shù)只應用于1000系、3000系、8000系和極個別的其它系列鋁合金生產(chǎn)，國內(nèi)外目前尚無有關(guān)以4343為代表的鋁合金的鑄軋技術(shù)及生產(chǎn)報道，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)時會出現(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)生嚴重的裂紋，而且在后續(xù)的軋制變形時，即使采用熱軋條件下也會產(chǎn)生裂紋，甚至整個板面軋碎，無法實現(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，當鑄軋澆注溫度較高時具有較好的流動性能，容易產(chǎn)生泡湯現(xiàn)象，而較低的澆注溫度又會產(chǎn)生軋卡現(xiàn)象，立板難度很大。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，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。
實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進行: (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進行配料，在熔煉爐內(nèi)于73(T750°C熔煉至少I小時，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少0.5小時，再于7(KT73(TC進行精煉，每2小時除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮氣或氬氣對精煉后的鋁合金液進行除氣，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)，將熔體送至鑄軋機組，熔體達到鑄軋機的鑄嘴后時的溫度控制在63(T670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時，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間擴散，同時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，熔化后保溫時間不少于I小時； (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)劑時熔體的溫度不應低于690°C，否則變質(zhì)效果不佳，這是根據(jù)工廠生產(chǎn)實際過程靜置爐與鑄軋機距離及溫降、變質(zhì)效果與變質(zhì)溫度和變質(zhì)時間來確定的； (4)本發(fā)明中對鋁合金變質(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)劑時硅呈片狀析出，軋制變形時硅相斷裂而產(chǎn)生微裂紋，導致板材軋碎；本發(fā)明中在流動的鋁合金熔體中采用鋁鍶合金進行變質(zhì)后，共晶組織中的硅析出相呈點狀或球狀，在軋制變形過程中不會產(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入鑄軋鑄嘴時溫度為63(T670°C，主要因為考慮到4343鋁合金的流動性和凝固溫度，溫度低于630°C就會產(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，還可以直接進行冷軋變形，道次變形量可以達到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。
具體實施方式
本發(fā)明實施例中對4343鋁合金板材進行拉伸性能測試按照ASTM標準進行。
本發(fā)明實施例中采用的鋁鍶變質(zhì)劑是含鍶10%的鋁鍶合金。
實施例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進行配料，在熔煉爐內(nèi)于730°C熔煉I小時，然后在靜置爐內(nèi)靜置0.5小時，再于725°C進行精煉，每2小時除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氣氣對精煉后的招合金液進打除氣，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)，將熔體送至鑄軋機組，熔體達到鑄軋機的鑄嘴后時的溫度控制在660°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時，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，進行拉伸性能測試，其抗拉強度為153MPa，延伸率為32%。
實施例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進行配料，在熔煉爐內(nèi)于750°C熔煉2小時，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少I小時，再于700°C進行精煉，每2小時除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用氬氣對精煉后的招合金液進打除氣，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)，將熔體送至鑄軋機組，熔體達到鑄軋機的鑄嘴后時的溫度控制在630°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時，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，進行拉伸性能測試，其抗拉強度為146MPa，延伸率為29%。
實施例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進行配料，在熔煉爐內(nèi)于740°C熔煉8小時，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少2小時，再于730°C進行精煉，每2小時除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮氣對精煉后的鋁合金液進行除氣，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)，將熔體送至鑄軋機組，熔體達到鑄軋機的鑄嘴后時的溫度控制在670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時，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，進行拉伸性能測試，其抗拉強度為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行: (1)配料熔煉:按照4343鋁合金成分進行配料，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，然后在靜置爐內(nèi)靜置至少0.5小時，再于70(T73(rC進行精煉，每2小時除渣一次，得到精煉后的鋁合金液，采用高純氮氣或氬氣對精煉后的鋁合金液進行除氣，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)，將熔體送至鑄軋機組，熔體達到鑄軋機的鑄嘴時的溫度控制在63(T670°C ； (4)鑄軋:將鋁合金熔體送入鑄嘴后進行立板工藝，采用軋輥鑄軋鋁合金板，立板時，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)明方法在進行配料熔后，對流動的鋁合金熔體進行變質(zhì)處理，變質(zhì)處理后直接進入鑄軋機組中進行鑄軋，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雜，生產(chǎn)成本高的問題，為4343鋁合金的工業(yè)生產(chǎn)提供了一條新途徑。
文檔編號C22C1/02GK103215480SQ201310128879
公開日2013年7月24日 申請日期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 申請人:東北大學