一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺制造技术

本发明专利技术涉及铝合金焊杆技术领域，尤其是一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺；所述生产工艺包括以下步骤：(1)熔炼(2)连铸连轧，通过连铸冷却水恒温技术，轧辊控温技术、连轧乳化液恒温技术，控制终轧温度为340‑460℃之间，并以冷却速度高于100℃/min的速度对Φ9.5mm的5356铝合金焊杆进行水淬；(3)线杆通过无油引杆水淬系统，以冷却速度高于100℃/min的速度冷却到100℃，在后牵引和连续绕杆系统作用下，双框收杆成卷，捆轧成盘；本发明专利技术提出的连铸连轧工艺所生产的5356铝合金焊杆，通过控轧控冷技术，获得低氢‑低氧化夹杂‑表面光亮‑质量稳定‑组织均匀的5356铝合金焊杆。

A continuous casting and rolling process for 5356 aluminum alloy welding rod

The invention relates to the technical field of aluminum alloy welding rod, in particular to a continuous casting and rolling process of 5356 aluminum alloy welding rod. The production process includes the following steps: (1) smelting (2) continuous casting and rolling, through continuous casting cooling water constant temperature technology, roll temperature control technology, continuous rolling emulsion constant temperature technology, control final rolling temperature of 340 460 degrees. Between the 5356 aluminum alloy welds with the cooling rate higher than 100 /min, the 5356 aluminum alloy welding rod is quenched. (3) the wire rod is cooled to 100 centigrade by the speed of cooling speed higher than 100 centigrade by the water quenching system of the oil free rod, and the double frame reel rod is rolled and rolled into disk under the action of the rear traction and continuous winding system. The 5356 aluminum alloy welding rod produced by the casting and rolling process has obtained the 5356 aluminum alloy welded rod with low hydrogen, low oxidation and low oxidation inclusions.

【技术实现步骤摘要】
一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺
本专利技术涉及铝合金焊杆
，尤其是一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺。
技术介绍
近年来，我国航空航天、高铁等领域高速发展，捷报频传。这也对在航空航天、高铁、汽车等领域应用最为广泛的有色金属-铝合金提出了更高的要求。以高铁用铝合金为例，其车厢是由大型扁宽薄壁铝合金构件焊接而成。而焊接结构件的性能在基材一定的情况下，取决于焊丝的性能。高性能铝合金焊丝是我国目前急需的重点新材料。我国目前主要采用半连续铸造-挤压法生产5356铝合金焊丝用线杆，将线杆连续拉伸成焊丝，这种方式生产的焊丝质量不稳定，严重影响焊缝的质量。且半连续铸造后，需要进行铸锭均匀化退火，耗时费力，增加能源的消耗。本专利技术采用连铸连轧法生产5356铝合金焊杆，通过对三大关键技术：一是合金成分，二是熔炼过程中的熔体净化工艺，三是连轧过程中温度的严格把控，获得低氢-低氧化夹杂-表面光亮-质量稳定-组织均匀的5356铝合金焊杆。与目前我国半连续铸造-挤压法相比，该方法省去了铸锭均匀化退火步骤，实现了5356铝合金焊杆连铸连轧生产技术，节能降耗，节约成本。且连铸连轧法可实现一次性多重量铝合金焊杆的成型，进而可减少焊接时的接头，避免因焊接接头所产生的性能下降现象。所以该专利技术具有重要的理论意义与实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是：克服现有技术中的不足，提供一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，为后续获得低氢-低氧化夹杂-表面光亮-质量稳定-组织均匀的5356铝合金焊杆提供良好的组织性能基础。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，所述生产工艺包括以下步骤：(1)熔炼：a铝锭熔炼及其合金化，按照配料所设计的铝锭加入量将铝锭投入熔铝炉，熔炼温度为730-750℃，铝料完全熔化后将铝熔体从熔铝炉转入保温炉中，根据设计的中间合金加入量向保温炉边搅拌边依次加入中间合金；b对保温炉内合金化后的熔体除气、除杂、扒渣、覆盖、保温静置等净化处理，具体精炼方式为：喷粉精炼和底吹高纯N2或Ar2精炼，铝熔体精炼、扒渣后用覆盖剂均匀覆盖，然后对铝熔体成分快速分析，按照分析结果对铝熔体成分进行调整，通过保温炉里内燃烧系统将温度调整到720℃～740℃，在高纯N2或Ar2的保护下铝熔体保温静置30-35分钟；(2)在线处理，铝合金熔体经保温炉倾动放流，由放流流槽依次流过在线喂丝系统，在线除气系统，陶瓷过滤系统；(3)连续铸造，在线处理后的铝合金熔体经流槽依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机进行连续铸造铝合金线锭；(4)连续轧制，铝合金线锭在引桥的引导下进入主动前牵引机，主动前牵引机的牵引下送入滚剪机剪去线锭料头，经校直机校直、倍频感应加热炉加热、再由主动喂料机构将铝合金线锭送入连轧机组进行连轧，制得铝合金线杆；(5)线杆通过无油引杆水淬系统，以冷却速度高于100℃/min的速度冷却到100℃，在后牵引和连续绕杆系统的作用下，双框收杆成卷，捆轧成盘。优选的，所述5356铝合金焊杆的化学成分及其百分含量如下：Si0.25％、Fe0.4％、Cu0.1％、Mg4.5-5.5％、Zn0.1％、Ti0.06-0.1％、Mn0.05-0.2％、Cr0.05-0.2％，余量为Al。优选的，所述步骤(1)中熔炼用铝锭的纯度为99.90％，所述铝熔体合金化所用中间合金为Al-20％Cr，Al-20％Mn。优选的，所述步骤(1)中铝合金熔体净化采用精炼剂为45-55％KCl、20-30％K2CO3、10-15％AlF3、5-15％C2Cl6、10-15％LiCl的均匀混合粉。优选的，所述步骤(1)中底吹氮气精炼时间为25-35分钟，氮气的纯度为99.999％、压力为0.4-0.6MPa，所述铝合金熔体保温静置时间为30-35分钟。优选的，所述步骤(2)中在线喂丝为Φ9.5的Al-5％Ti-1％B铝合金线杆；所述陶瓷过滤采用50mm厚、孔密度为60ppi的双级泡沫陶瓷过滤板；所述在线除气系统带有加热装置。优选的，所述步骤(3)中连铸工艺参数如下：浇铸温度：710-720℃；铸造冷却水温度：30℃；铸造速度：8-9m/min。以上连铸工艺生产的5356铸坯尺寸截面积为2000-2400mm2；铜轮直径为Φ1500-1800mm；优选的，所述步骤(4)中连轧工艺参数如下：入轧温度：480-530℃；终轧温度：340-460℃；入轧速度：11.5-13.8m/min终轧速度：5.3-6.4m/s；乳化液温度：60-65℃；乳化液浓度：20-25％；乳化液流量：20-50L/min；轧制道次分配：13-14道次；产量：3.7-4.5T/h；以上连轧工艺生产的5356铝合金焊杆尺寸为Φ9.5mm。采用本专利技术的技术方案的有益效果是：1、通过对5356铝合金焊杆的成分设计，控制合金元素的含量，调控各元素之间的最优匹配，以确保合金的质量。2、各个节点的温度控制是实现高质量铝杆的核心技术，对此，5356铝合金熔炼温度为730-750℃，精炼温度720-740℃，过滤温度为710-720℃。3、基于无钠溶剂+卤化物的炉内精炼、特殊的炉外在线除气及优化的铝熔体双级陶瓷过滤净化工艺的先进净化技术，以减少氧化夹杂及氢含量，控制氢含量≤0.12ml/100gAl。4、本专利技术采用连铸连轧法生产5356铝合金焊杆，其主要关键技术体现如下：浇铸温度：710-720℃；铸造冷却水温度：30℃；铸造速度：8-9m/min；入轧温度：480-530℃；终轧温度：340-460℃；入轧速度：11.5-13.8m/min，终轧速度：5.3-6.4m/s；乳化液温度：60-65℃；乳化液浓度：20-25％；乳化液流量：20-50L/min。轧制道次分配：2000-2400mm2的铸坯经13-14道次轧制到Φ9.5mm的5356铝合金焊杆。通过连铸冷却水恒温技术，轧辊控温技术、连轧乳化液恒温技术等，保证终轧温度为340-460℃之间，并以冷却速度高于100℃/min的速度对Φ9.5mm的5356铝合金焊杆进行水淬，按照本工艺所生产的Φ9.5mm5356铝合金焊杆，其力学性能为：抗拉强度295-320MPa，伸长率18-20％。综上，本专利技术提出的连铸连轧工艺所生产的5356铝合金焊杆，通过控轧控冷技术，为后续获得低氢-低氧化夹杂-表面光亮-质量稳定的5356铝合金焊丝提供良好的组织性能基础。且连铸连轧法可实现一次性多重量铝合金焊杆的成型，进而可减少焊接时的接头，避免因焊接接头所产生的性能下降现象。解决我国所生产的焊丝质量差且不稳定的问题，带来一定的理论价值和社会效益。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术连铸连轧方法制备5356铝合金焊杆的整体结构示意图；图2为本专利技术连铸连轧方法制备5356铝合金焊杆的工艺流程图。图中：图中：1、竖式熔化炉；2、转流流槽；3、保温炉；4、放流流槽；5、在线喂丝；6、在线除气装置；7、陶瓷过滤系统；8、水平浇注系统；9、连铸机；10、铝合金线锭，11、引桥；12、主动前牵引；13、废料剪；14、校直机；15倍频加热炉；16喂料装置；17连轧机组；18在线水淬装置；19收线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：(1)熔炼：a铝锭熔炼及其合金化，按照配料所设计的铝锭加入量将铝锭投入熔铝炉，熔炼温度为730‑750℃，铝料完全熔化后将铝熔体从熔铝炉转入保温炉中，根据设计的中间合金加入量向保温炉边搅拌边依次加入中间合金；b对保温炉内合金化后的熔体除气、除杂、扒渣、覆盖、保温静置等净化处理，具体精炼方式为：喷粉精炼和底吹高纯N2或Ar2精炼，铝熔体精炼、扒渣后用覆盖剂均匀覆盖，然后对铝熔体成分快速分析，按照分析结果对铝熔体成分进行调整，通过保温炉里内燃烧系统将温度调整到720℃～740℃，在高纯N2或Ar2的保护下铝熔体保温静置30‑35分钟；(2)在线处理，铝合金熔体经保温炉倾动放流，由放流流槽依次流过在线喂丝系统，在线除气系统，陶瓷过滤系统；(3)连续铸造，在线处理后的铝合金熔体经流槽依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机进行连续铸造铝合金线锭；(4)连续轧制，铝合金线锭在引桥的引导下进入主动前牵引机，主动前牵引机的牵引下送入滚剪机剪去线锭料头，经校直机校直、倍频感应加热炉加热、再由主动喂料机构将铝合金线锭送入连轧机组进行连轧，制得铝合金线杆；(5)线杆通过无油引杆水淬系统，以冷却速度高于100℃/min的速度冷却到100℃，在后牵引和连续绕杆系统的作用下，双框收杆成卷，捆轧成盘。...

【技术特征摘要】
1.一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，其特征在于：所述生产工艺包括以下步骤：(1)熔炼：a铝锭熔炼及其合金化，按照配料所设计的铝锭加入量将铝锭投入熔铝炉，熔炼温度为730-750℃，铝料完全熔化后将铝熔体从熔铝炉转入保温炉中，根据设计的中间合金加入量向保温炉边搅拌边依次加入中间合金；b对保温炉内合金化后的熔体除气、除杂、扒渣、覆盖、保温静置等净化处理，具体精炼方式为：喷粉精炼和底吹高纯N2或Ar2精炼，铝熔体精炼、扒渣后用覆盖剂均匀覆盖，然后对铝熔体成分快速分析，按照分析结果对铝熔体成分进行调整，通过保温炉里内燃烧系统将温度调整到720℃～740℃，在高纯N2或Ar2的保护下铝熔体保温静置30-35分钟；(2)在线处理，铝合金熔体经保温炉倾动放流，由放流流槽依次流过在线喂丝系统，在线除气系统，陶瓷过滤系统；(3)连续铸造，在线处理后的铝合金熔体经流槽依次流过上浇包，中间浇包，最后由下浇包水平浇入连铸机进行连续铸造铝合金线锭；(4)连续轧制，铝合金线锭在引桥的引导下进入主动前牵引机，主动前牵引机的牵引下送入滚剪机剪去线锭料头，经校直机校直、倍频感应加热炉加热、再由主动喂料机构将铝合金线锭送入连轧机组进行连轧，制得铝合金线杆；(5)线杆通过无油引杆水淬系统，以冷却速度高于100℃/min的速度冷却到100℃，在后牵引和连续绕杆系统的作用下，双框收杆成卷，捆轧成盘。2.根据权利要求1所述的一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，其特征在于：所述5356铝合金焊杆的化学成分及其百分含量如下：Si0.25％、Fe0.4％、Cu0.1％、Mg4.5-5.5％、Zn0.1％、Ti0.06-0.1％、Mn0.05-0.2％、Cr0.05-0.2％，余量为Al。3.根据权利要求1所述的一种5356铝合金焊杆的连铸连轧生产工艺，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周天国，
申请(专利权)人：周天国，
类型：发明
国别省市：辽宁,21