一种电工铝熔体炉外在线净化用铝硼中间合金线材的制备方法技术

一种电工铝熔体炉外在线净化用铝硼中间合金线材的制备方法，涉及一种合金线材的制备方法，所述方法包括以下过程：第一步，纯度大于99.7%的工业纯铝在加热炉中加热熔化后，向熔化的纯铝熔体中分2‑3批加入KBF4粉末，第二步，合金液温度达到780℃时，向合金熔体通入纯度为99.95%的N2进行熔体除气精炼，第三步，精炼后的合金熔体在720‑780℃时，在搅拌器以220RPM转速不断搅拌下，防止铝硼中将合金熔体中AL和B形成网状结构，制备出直径为9.5mm的铝硼中间合金线材，线材经冷却后并连续卷曲成卷。该方法液态金属结晶时、冷却强度大，组织细密，晶粒分布均匀，产品质量稳定可靠，铝硼中间合金线材连续铸挤工艺技术先进。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合金线材的制备方法，特别是涉及一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法。
技术介绍
铝硼中间合金是铝及铝合金导电材料生产过程中比如使用的电工铝熔体净化材料,铝喷中间合金中的B能与铝熔体中严重降低铝及铝合金材料导电性能的合金元素Cr、Mn、V、Ti等反应，形成CrB2、TiB2、VB2和MnB2化合物，通过静置、沉淀到炉底，予以清除，从而显著提高铝及铝合金导体的导电性能。氟盐反应法是目前工业生产中应用最广泛的AlB2型铝硼中间合金制备方法。通常采用的制备工艺为：700-850℃时向铝熔体中加入KBF4，在加入的过程中进行连续不断的搅拌以促进反应的进行，其优点是原材料价格低，制备工艺相对简单，熔融状态的低密度产物浮于熔体的上部，很容易除去，可有效提高铝硼合金的纯净度。其最大缺点是：（1）当制备铝硼合金过程中熔体的硼含量达到2%及以上时，熔体中形成无定型的AlB2网状结构，熔体呈浆糊状，流动性能很差，基本无法浇注，难以制备含硼量为3%的AL-3%B中间合金高的铝硼中间合金线材，国内主要用铁模浇注生产块状，用于炉内加入。（2）铝硼中间合金制备中进行械搅拌，可破碎界面张力作用形成团簇状组织，在铸锭过程中不可避免形成尺寸差异、性能不均，影响铝硼中间合金对熔体的净化效果；（3）电工铝熔体炉内硼化，形成CrB2、TiB2、VB2和MnB2化合物，通过静置、沉淀到炉底，需要定期剔炉或采用投资大的倾动式保温炉实现炉内铝液全部放出，影响生产效率或增加设备投资。我国电力建设对铝及铝合金导线提出了更高的要求，目前国内生产的铸块状Al-B中间合金已经不能满足国内导电材料生产的需要了。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法，该方法液态金属结晶时、冷却强度大，组织细密，晶粒分布均匀，产品质量稳定可靠，铝硼中间合金线材连续铸挤工艺技术先进。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法，所述方法包括以下过程：第一步，纯度大于99.7%的工业纯铝在加热炉中加热熔化后，向熔化的纯铝熔体中分2-3批加入KBF4粉末，并进行连续不断的搅拌，充分反应后，取样进行炉前快速分析，合金中个元素所占的质量分数为：B2.7%～3.3%，Fe≦0.15%，Si≦0.12%,余量为Al，杂质含量低于0.01%；停止加入KBF4粉末或铝錠进行成分调整；第二步，合金液温度达到780℃时，向合金熔体通入纯度为99.95%的N2进行熔体除气精炼，精炼时间为5-15分钟，氮气的压力为0.4～0.8MPa，流量为2.5～4.5L/min进行除渣除气，熔体在780℃静置10min后扒渣，撒上覆盖剂；第三步，精炼后的合金熔体在720-780℃时，在搅拌器以220RPM转速不断搅拌下，防止铝硼中将合金熔体中AL和B形成网状结构，然后经过流槽连续注入到连续铸挤机，在铸挤轮转速为15-25RPM，铸挤轮冷却水流量为15-25L/Min,x靴座冷却水流量为8-16L/Min,挤压出口温度为450-550℃条件下，制备出直径为9.5mm的铝硼中间合金线材，线材经冷却后并连续卷曲成卷。所述的一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法，所述第一步加热炉中加热温度为780～850℃。本专利技术的优点与效果是：1连续铸挤成型对坯料形状无要求，解决了高硼含量铝硼合金流动性差，不能连续浇注的问题，实现AlB中间合金线材的连续成型；2将铸造、挤出成形作为一道工序由一台设备完成，液态金属结晶时的冷却强度较大，组织细密，加之单辊成型的强烈剪切细化作用，细化AlB2相，提过产品的质量并稳定可靠；3.可实现铝及铝合金导电材料连铸连轧成形的炉外在线硼化，提高了铝熔体进化效果，可有效提高铝导电材料的性能。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。图1为本专利技术的工艺流程示意图，图中1为熔炼炉；2为保温包；3搅拌器；4为流槽；5为铸挤轮；6为铸挤靴；7为挡料块；8为挤出模具；9为挤压模；10为冷却水槽；11为成品；12为卷取机；13为转轴；14为液压缸。现结合附图说明本专利技术的一个实例。本专利技术的工艺方法主要是通过熔炼炉、保温炉、连续铸挤机及卷取机等实现的。铸挤机的档料块7和挤出模具8设在铸挤靴6的下方靠近铸挤轮5的外圆表面上加工有可容纳合金液体的环形沟槽。在液压缸14的作用下，铸挤靴6可绕转轴13旋转，并靠在铸挤轮5上。铸挤轮5和铸挤靴6之间有槽封瓦8。经熔炼炉1熔化的铝硼中间合金液体，搅拌均匀后。在740─870℃之间，通过保温包2和安装在保温炉上搅拌器3破碎铝熔体中铝硼合金网状组织后经流槽4连续注入到铸挤轮5的环形沟槽和槽封瓦8形成的孔槽内，铸挤轮5按顺时针方向旋转的同时，将合金料带入到挤出模具9处的变形区。伸入铸挤轮5环形沟槽内的、安装在铸挤靴6上的挤料块7将铝合金从挤出模具9的口中连续挤出。控制铸挤轮的转速及流入铸挤轮、铸挤靴中的冷却水的流量，使变形挤压区的合金温度保持在480─540℃之间。若铸挤的温度过高，挤出的线材易出现裂纹；铸挤的温度过低，挤出线材强度大，不利于随后的硼化在线喂丝。电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材制备方法,包括如下步骤：第一步，纯度大于99.7%的工业纯铝在加热炉中加热熔化后，在温度为780～850℃时，向熔化的纯铝熔体中分2-3批加入KBF4粉末，并进行连续不断的搅拌，充分反应后，取样进行炉前快速分析，合金中个元素所占的质量分数为：B2.7%～3.3%，Fe≦0.15%，Si≦0.12%,余量为Al，杂质含量低于0.01%；停止加入KBF4粉末或铝錠进行成分调整；第二步，合金液温度达到780℃时，向合金熔体通入纯度为99.95%的N2进行熔体除气精炼，精炼时间为8分钟，氮气的压力为0.6MPa，流量为3.5L/min进行除渣除气，熔体在780℃静置10min后扒渣，撒上覆盖剂；第三步，精炼后的合金熔体在750℃时，在搅拌器以220RPM转速不断搅拌下，防止铝硼中将合金熔体中AL和B形成网状结构，然后经过流槽连续注入到连续铸挤机，在铸挤轮转速为18RPM，铸挤轮冷却水流量为20L/Min,靴座冷却水流量为12L/Min,挤压出口温度为489℃条件下，制备出直径为9.5mm的铝硼中间合金线材，线材经冷却后并连续卷曲成卷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：第一步，纯度大于99.7%的工业纯铝在加热炉中加热熔化后，向熔化的纯铝熔体中分2‑3批加入KBF4粉末，并进行连续不断的搅拌，充分反应后，取样进行炉前快速分析，合金中个元素所占的质量分数为：B 2.7%～3.3%，Fe ≦0.15%，Si≦0.12%, 余量为Al，杂质含量低于0.01%；停止加入KBF4粉末或铝錠进行成分调整；第二步，合金液温度达到780℃时，向合金熔体通入纯度为99.95%的N2进行熔体除气精炼，精炼时间为5‑15分钟，氮气的压力为0.4～0.8MPa，流量为2.5～4.5L/min进行除渣除气，熔体在780℃静置10min后扒渣，撒上覆盖剂；第三步，精炼后的合金熔体在720‑780℃时，在搅拌器以220RPM转速不断搅拌下，防止铝硼中将合金熔体中AL和B形成网状结构，然后经过流槽连续注入到连续铸挤机，在铸挤轮转速为15‑25RPM，铸挤轮冷却水流量为15‑25L/Min, x靴座冷却水流量为8‑16L/Min, 挤压出口温度为450‑550℃条件下，制备出直径为9.5mm的铝硼中间合金线材，线材经冷却后并连续卷曲成卷。...

【技术特征摘要】
1.一种电工铝熔体净化用铝硼中间合金线材的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
第一步，纯度大于99.7%的工业纯铝在加热炉中加热熔化后，向熔化的纯铝熔体中分2-3批加入KBF4粉末，并进行连续不断的搅拌，充分反应后，取样进行炉前快速分析，合金中个元素所占的质量分数为：B2.7%～3.3%，Fe≦0.15%，Si≦0.12%,余量为Al，杂质含量低于0.01%；停止加入KBF4粉末或铝錠进行成分调整；
第二步，合金液温度达到780℃时，向合金熔体通入纯度为99.95%的N2进行熔体除气精炼，精炼时间为5-15分钟，氮气的压力为0.4～0.8MPa，流量为2.5～4.5L/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：周天国，杨明学，张雪飞，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21