本发明专利技术公开了一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料，按质量百分比计，铁Fe 0.01～0.30%，铜Cu 0.05～0.20%，锰Mn 0.20～0.80%,锆Zr 0.01～0.20%，稀土元素RE 0.01～0.20%，硅Si+钛Ti+硼B 0.0005～0.005%，锂Li+钠Na+钙Ca＜0.001%，其他单个杂质含量＜0.001%，杂质总含量＜0.01%，余量为铝Al。本发明专利技术通过加料熔化、成分分析、精炼、扒渣、静置保温、在线除气和过滤、连续铸造、连续轧制、在线清洗、收线等步骤来加工制备，在连续铸造阶段，通过严格控制铸坯温度的波动，使得产品性能稳定，组织无缺陷，第二相均匀细小，在进行挤压扁管前无需经过退火步骤，减少了表面氧化层，避免了挤压成品出现的划伤漏气和铝屑堵管现象，减少了能耗，提高了成品率。提高了成品率。提高了成品率。
【技术实现步骤摘要】
一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料及其制备方法
[0001]
：本专利技术涉及一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料及其制备方法，属于铝加工
[0002]
技术介绍
：随着汽车轻量化需求的发展，铝合金材料在汽车工业上的应用越来越多，其中用于汽车散热器和冷凝器的铝合金扁管也随之需求大增。虽然每辆车的用量不大，但减重效果较为明显，与之伴随的是技术难度较高，难点主要在于扁管规格较多，壁厚很薄，对尺寸公差和耐腐蚀性能要求较高，同时要长期承受一定的压力而不产生变形。
[0003]目前铝扁管的牌号以3003合金为主，有两种加工方法：一种是采用半连续铸造铝圆棒，经过均质退火，扒皮、挤压成扁管，该工艺从国外引进，模具设计较为成熟，产品质量稳定；但缺点是一次性投资大，模具成本高，整改加工流程较长，换料时导致的停机次数较多，同时扒皮和压余造成的材料损失较大，综合成品率低。另外一种是采用连铸连轧铝杆，为提高挤压速度、减轻模具损耗，材料经过软化退火、打磨、碱洗后再进行连续挤压成扁管；这种方法可以实现连续不停的生产，成品率很高，但连续挤压的挤压力较小，需要对铝杆进行去应力退火，因此铝杆表面氧化物易造成铝屑堵管和划伤漏气现象，又降低了成品率。
[0004]
技术实现思路
：本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种连续挤压扁管用免热处理铝合金杆及其制备方法，采用连铸连轧方法来生产铝扁管，在3003合金基础上对成分和加工工艺进行控制优化，使成品偏析现象大为减少，在进行挤压扁管前无需经过退火步骤，在保持挤压速度的同时，避免挤压成品出现划伤和铝屑堵管现象，从而达到减少能耗和提高成品率的目的。
[0005]本专利技术为解决技术问题所采取的技术方案如下：一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料，按质量百分比计，所述连续挤压扁管用免热处理铝合金材料的组成成分如下：铁Fe 0.01～0.30%，铜Cu 0.05～0.20%，锰Mn 0.20～0.80%,锆Zr 0.01～0.20%，稀土元素RE 0.01～0.20%，硅Si+钛Ti+硼B 0.0005～0.005%，锂Li+钠Na+钙Ca＜0.001%，其他单个杂质含量＜0.001%，杂质总含量＜0.01%，余量为铝Al。
[0006]所述稀土元素RE为镧La和铈Ce的混合，二者之间的质量百分比为1:1 ；所述稀土元素RE与锆Zr元素的质量百分比也为1:1 。
[0007]所述的连续挤压扁管用免热处理铝合金材料的制备方法，包含以下具体步骤：A、配料计算：根据设计好的元素化学成分计算纯铝锭、铝铁合金、铝铜合金、铝锰合金、铝锆合金、稀土合金铝锭的添加量；B、加料熔化：将熔炼炉炉气温度快速升至800℃以上，按预先计算好的重量和先后顺序，将所有物料投入熔炼炉中进行熔炼，同时开启电磁搅拌使熔体均匀并加速熔化；C、成分分析：添加物料全部熔化温度达到730～780℃后，取样并用直读光谱仪进行快速分析，并根据检测结果重复1
‑
3步骤，直至各元素成分符合设计要求：铁Fe 0.01～
0.30%，铜Cu 0.05～0.20%，锰Mn 0.20～0.80%,锆Zr 0.01～0.20%，镧La+铈Ce 0.01～0.20%，硅Si+钛Ti+硼B 0.0005～0.005%，锂Li+钠Na+钙Ca＜0.001%，其他单个杂质含量＜0.001%，杂质总含量＜0.01%，余量为铝Al；D、倒炉：将成分合格温度在750
±
30℃的熔融铝液导入保温炉中；E、精炼：用氮气作载体，将已去除Li、Na、Ca等碱金属元素的含氯精炼剂通入保温炉内的熔融铝液中进行精炼，进行除气除渣，精炼时控制精炼剂吹入的速度和氮气的压力，使精炼时间控制在25分钟以上；F、扒渣：将浮在铝液表面上的铝渣清理干净；G、静置保温：将铝液在保温炉内静置20～40分钟，同时温度保持在750
±
20℃；H、在线除气和过滤：将铝液从保温炉中倒出来、经过流槽进入在线除气装置和过滤装置，进行进一步除气和除渣；I、连续铸造：将铝液通过浇包进入到轮带式铸造机中，铝液温度控制在680～720℃，将铸造分成三个冷却水区域，每个冷却水区域的水流量和压力可以单独控制，使从结晶轮出来的铸坯温度为480～570℃，且波动在
±
10℃；J、连续轧制：控制进轧前铸坯温度保持在450～550℃，同时采用乳化液对轧辊和铝杆进行润滑和冷却，调整乳化液温度，使得铝杆轧制温度平稳下降，终轧温度不低于300℃；K、在线清洗：轧机出口使用冷却水和压缩空气进行两轮次吹扫，将铝杆表面乳化液吹扫干净；L、收线：经过冷却后的铝杆通过一个电机驱动的甩头装置，以盘圆形式自然落入收线框内，两个收线框交替使用。
[0008]在步骤E中，所述的含氯精炼剂为氯化钾和氯化镁的混合物，其中氯化钾和氯化镁的质量百分比为1：1。
[0009]在步骤J中，乳化液为市售产品，用于铝合金材料的轧制阶段，用来对轧辊和铝杆进行润滑和冷却。
[0010]本专利技术的积极有益效果如下：1、本专利技术结合目前常用的3003铝合金牌号，对化学成分进行了优化调整，调整了Cu和Mn两种元素的含量范围，同时引入了锆Zr元素、镧La、铈Ce 1：1混合的稀土元素，使铝基体元素得到净化，同时第二相的析出均匀而且细小（参考图3金相分析图），再后续通过利用工艺控制，使材料的屈服强度稍高于3003退火态铝杆，使偏析程度大为减少，使材料避免了均匀化退火，降低了表面氧化风险，经连续挤压时速度不变，成品率有效提高。
[0011]2、本专利技术严格控制制造过程的每个步骤、先后顺序以及各步骤的温度控制参数（参见图1工艺流程图），使得铝液加工过程中受到严格控制，元素偏析和第二相析出极为均匀，且铸坯温度能够根据后续性能要求有效控制。
[0012]3、轮带式铸造有着较快的冷却速度，因此很难避免合金元素的偏析，这种偏析对合金后续的加工不均匀性有着很大的影响。本专利技术在连续铸造阶段，将铝液通过浇包进入到轮带式铸造机中，铝液温度控制在680～720℃，将铸造分成三个冷却水区域（参见图2冷却水分区控制图），每个冷却水区域的水流量和压力可以单独控制，使从结晶轮出来的铸坯温度为480～570℃，且波动在
±
10℃；通过严格控制铸坯温度的波动，使得产品性能稳定，
组织无缺陷，第二相均匀细小，在进行挤压扁管前无需经过退火步骤，减少了表面氧化层，避免了挤压成品出现的划伤漏气和铝屑堵管现象，从而达到减少能耗、提高成品率的目的。
[0013]本专利技术具体元素成分优化如下：铜Cu元素可以固溶在铝基体中，析出时形成细小的CuAl2相，对铝合金中强化效果较为明显，但同时铝合金耐腐蚀性能也随之降低，因此将Cu元素控制在0.05
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0.2wt%。
[0014]锰Mn元素能小幅度提高合金的强度，更能有效提高铝合金的塑性和耐腐蚀性能，但由于Mn元素在铝中的过冷度很大，在凝固过程中容易晶内偏析，所以后续使用时一般要进行均匀化退火。本专利技术将Mn控制在0.20～0.80%之间，在提升本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种连续挤压扁管用免热处理铝合金材料，其特征在于：按质量百分比计，所述连续挤压扁管用免热处理铝合金材料的组成成分如下：铁Fe 0.01～0.30%，铜Cu 0.05～0.20%，锰Mn 0.20～0.80%,锆Zr 0.01～0.20%，稀土元素RE 0.01～0.20%，硅Si+钛Ti+硼B 0.0005～0.005%，锂Li+钠Na+钙Ca＜0.001%，其他单个杂质含量＜0.001%，杂质总含量＜0.01%，余量为铝Al。2.根据权利要求1所述的连续挤压扁管用免热处理铝合金材料，其特征在于：所述稀土元素RE为镧La和铈Ce的混合，二者之间的质量百分比为1:1 ；所述稀土元素RE与锆Zr元素的质量百分比也为1:1 。3.根据权利要求2所述的连续挤压扁管用免热处理铝合金材料的制备方法，包含以下具体步骤：A、配料计算：根据设计好的元素化学成分计算纯铝锭、铝铁合金、铝铜合金、铝锰合金、铝锆合金、稀土合金铝锭的添加量；B、加料熔化：将熔炼炉炉气温度快速升至800℃以上，按预先计算好的重量和先后顺序，将所有物料投入熔炼炉中进行熔炼，同时开启电磁搅拌使熔体均匀并加速熔化；C、成分分析：添加物料全部熔化温度达到730～780℃后，取样并用直读光谱仪进行快速分析，并根据检测结果重复1
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3步骤，直至各元素成分符合设计要求：铁Fe 0.01～0.30%，铜Cu 0.05～0.20%，锰Mn 0.20～0.80%,锆Zr 0.01～0.20%，镧La+铈Ce 0.01～0.20%，硅Si+钛Ti+硼B 0.0005～0.005%，锂Li+钠Na+钙Ca＜0...
【专利技术属性】
技术研发人员：窦思忠，王旭映，
申请(专利权)人：四川久达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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