微合金化Al‑Mg合金杆的制备方法技术

本发明专利技术公开一种微合金化Al‑Mg合金杆的制备方法，包括以下步骤：将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式；搅拌完毕后，当温度达到740~750℃时，进行精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；将Al‑Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理。本发明专利技术制备方法获得的微合金化Al‑Mg合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m

【技术实现步骤摘要】
微合金化Al-Mg合金杆的制备方法
本专利技术涉及一种Al-Mg合金杆，尤其涉及一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法。
技术介绍
铝合金由于密度小、强度高以及塑性好等特点，广泛应用于汽车、船舶、航空航天等领域。随着科技的发展和政策的引导，在电力、信号传输板块正掀起一股“以铝节铜”的热潮，这进一步拓宽了铝合金的应用领域。铝镁合金丝的原料是铝镁合金杆。通常的生产方法是将直径9.5mm的铝镁合金杆拉拔成直径8.5mm的铝镁合金杆后，对整圆后的铝杆在碱液中清洗凉干后，用弧焊机将一定厚度的铜带包覆在铝合金杆的表面，经过多次拉拔成不同直径的铜包铝镁合金丝。因此，铝镁合金杆质量的高低直接影响着铜包铝镁合金丝的质量。目前市场上也有一些厂家生产铝镁合金杆，大都使用引杆方式生产，这种工艺简单，加工成本低廉，但产品质量一致性差、含气含渣量大；也有一部分厂家使用国产连铸连轧生产，产能低、产品性能有波动。目前市场上生产铝镁合金杆质量一致性较差，包括合金杆含气含渣量大、性能波动大，从而导致在拉拔细丝的过程中露铝、断丝率较高。
技术实现思路
本专利技术提供一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，此制备方法获得的微合金化Al-Mg合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m2。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，所述微合金化Al-Mg合金包括以下组分：Si0.01～0.05wt%、Fe0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10wt%、Mg0.85～1.00wt%、Cr0.02～0.08wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；步骤三、搅拌完毕后，当温度达到710~720℃时，进行低温精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；步骤四、铝合金液温度为700~730℃时出炉浇铸，浇铸应采用连续浇铸以避免轧制过程中出现裂纹，保持小浇包内铝液温度在685~695℃；浇铸过程中开启喂丝机，喂Al-Ti-C丝，速度设定为60~150cm/min；步骤五、热轧：应采用连铸连轧机以便利用浇铸坯料的热效率，保持铸坯进入轧机的温度在470~520℃步骤六、将步骤五获得的Al-Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理，加温至300～450℃，保温2~8h后冷却获得所述微合金化Al-Mg合金杆。上述技术方案中进一步改进的技术方案如下：1.上述方案中，所述步骤三中精炼剂加入量为3～5kg/tAl，精炼时间不少于30min。2.上述方案中，所述步骤二中正反转搅拌方式具体为：正向搅拌5min，反向搅拌5min，交替进行。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：本专利技术微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，其所得铝合金杆抗拉强度110~130MPa、断裂伸长率大于19%、电阻率不超过0.0355Ω∙m/m2，在生产铜包铝镁合金丝的过程中不易断丝、且不露铝，其抗拉强度达到190~220MPa、伸长率达到10%以上，电阻率小于0.034Ω∙m/m2；其次，其以铝为基体，添加0.80~1.1wt%的Mg和微量的Mn、Cr等，其中Mn和Cr都是起到晶粒细化、防止高温退火过程晶粒粗大的的作用，但两同时添加的效果是大于两者分别添加所得效果的叠加。各元素都不是孤立的起作用，其影响是交互的，如对合金的力学性能、铸造性能、晶粒细化均有一定的作用。步骤三采用低温精炼（温度710~720℃）及使用无钠精炼剂，可以降低熔体氢含量至0.1ml/100g铝，保证在拉拔细丝的时候不断丝；步骤四和五采用连铸连轧设备及工艺，即可以利用铸坯余热，降低成本，又可以提高生产效率，达到8t/h，另外采用普洛佩兹连铸连轧设备可以保证产品性能的一致性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述：实施例1~4：一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，所述微合金化Al-Mg合金包括以下组分：Si0.01～0.05wt%、Fe0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10wt%、Mg0.85～1.00wt%、Cr0.02～0.08wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：表1步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；严禁其它混合物进入，在加入镁锭时应注意铝液温度控制在740～750℃，因为温度过高易造成镁烧损过大，另外镁锭的加入是用用自制的加镁器将镁锭摁入液面以下，避免镁锭漂浮在熔体表面；步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；步骤三、搅拌完毕后，当温度达到740~750℃时，进行精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；精炼时气泡不能太大，应避免铝合金液的激烈反应，以合金液呈轻微地沸腾状为宜；精炼结束用扒渣工具进行扒渣，扒渣时应先从炉里面将内部的浮渣扒向炉门口，聚集在炉门口处稍作停留，沉降片刻后再扒出炉外的渣盘内。渣扒出炉门时注意动作缓慢，以免将炉内铝液带出炉外；扒渣结束后用试样勺取2个样，样品送质量部用光谱分析仪快速分析Fe、Si、Cu、Mg、V、Ti、Mn、Cr、B、Ga、Zn等元素含量，合格后准备生产；取样后，在铝熔体均匀洒一层覆盖剂，在745～760℃温度下进行保温静置，保温静置时间不少于30分钟。步骤四、铝合金液温度为740~760℃时出炉浇铸，保温炉倾动，炉内铝液流入在线腔内，在线转子的转速设定为300rpm；铝液流入过滤箱以及大浇包，开始时大浇包是被抬起，以便最初的金属可以从背侧排放槽排放至放铝箱内，当金属液达到680℃，放下大浇包，放入浮标，开始浇铸，保持小浇包内铝液温度在680~720℃；浇铸过程中开启喂丝机，喂Al-Ti-B丝，速度设定为60~150cm/min；铝坯进轧前必须将铸坯冷头剪去30米以上，由工段长或当班班长根据铝坯外观质量、铝坯的温度确定是否满足进轧条件。步骤五、热轧：启动感应加热炉，停止剪坯，在坯料进粗轧机前应测量铸锭的表面温度，并通过调节加热器的功率来保持铸坯温度在470～520℃；打开淬火水阀门，使合金杆经冷却水冷却后，杆温控制在100℃以下；同时确保合金杆表面干燥、圆整，不允许有错圆、折边、裂纹及夹杂物；为达到本专利技术所述的最佳效果，采用意大利普洛佩兹连铸连轧生产线；步骤六、将步骤五获得的Al-Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理，加温至300～450℃，保温2~8h后冷却获得所述微合金化Al-Mg合金杆。所述步骤三中精炼剂加入量为3～5kg/tAl，精炼时间不少于30min。所述步骤二中正反转搅拌方式具体为：正向搅拌5mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微合金化Al‑Mg合金杆的制备方法，其特征在于：所述微合金化Al‑Mg合金包括以下组分：Si 0.01～0.05wt%、Fe 0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10 wt%、Mg 0.85～1.00wt%、Cr 0.02～0.08 wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；步骤三、搅拌完毕后，当温度达到710~720℃时，进行低温精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼；步骤四、铝合金液温度为700~730℃时出炉浇铸，浇铸应采用连续浇铸以避免轧制过程中出现裂纹，保持小浇包内铝液温度在685~695℃；浇铸过程中开启喂丝机，喂Al‑Ti‑C丝，速度设定为60~150cm/min；步骤五、热轧：应采用连铸连轧机以便利用浇铸坯料的热效率，保持铸坯进入轧机的温度在470~520℃步骤六、将步骤五获得的Al‑Mg合金杆移入退火炉内进行退火处理，加温至300～450℃，保温2~8h后冷却获得所述微合金化Al‑Mg合金杆。...

【技术特征摘要】
1.一种微合金化Al-Mg合金杆的制备方法，其特征在于：所述微合金化Al-Mg合金包括以下组分：Si0.01～0.05wt%、Fe0.05～0.15wt%、Mn0.04～0.10wt%、Mg0.85～1.00wt%、Cr0.02～0.08wt%，其余的为Al；所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将牌号为Al99.7的铝锭投入竖炉中熔炼，当炉内铝水加满后，进行一次扒渣，并在铝液温度达到780℃时，将其转移到保温炉内，一边放铝水，一边加入铝硼合金，待保温炉内铝液放好后依次加入铝铬合金、铝锰合金、镁锭；步骤二、镁锭加完后，启动电磁搅拌器，采用正反转搅拌方式，对铝熔体搅拌30min；步骤三、搅拌完毕后，当温度达到710~720℃时，进行低温精炼，采用氮气喷粉精炼，将无钠精炼剂装入喷粉精炼机罐内，打开气源，并将精炼管通入炉底，进行移动吹扫式喷粉精炼...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟，张军，田进，
申请(专利权)人：江苏亨通电力特种导线有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32