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1、(10)申请公布号 CN 102941324 A (43)申请公布日 2013.02.27 CN 102941324 A *CN102941324A* (21)申请号 201210500104.X (22)申请日 2012.11.30 B22D 11/045(2006.01) B21C 31/00(2006.01) (71)申请人 山东力伟新材料有限公司 地址 273200 山东省济宁市泗水县经济开发 区泉济路西首 (72)发明人 季金力 张辉 (54) 发明名称 一种铝合金圆杆制备方法 (57) 摘要 本发明公开了一种铝合金圆杆制备方法， 属 于铝合金圆杆制备领域， 所述的制备方法步骤如 下。
2、 ： 经过配料、 熔化、 精炼、 保温、 在线过滤处理后 得到的合金液采用带多头水平连铸结晶器的铸造 炉铸造得小盘圆杆坯 ； 之后将小盘圆杆坯进行清 洗、 漂洗和干燥， 之后将小盘圆杆坯在不超过 24 小时内送入连续挤压机进行连续挤压， 得直径为 3 16mm 的圆杆， 然后将圆杆直接通过水槽 进行冷却 , 再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收 卷即可。本发明的铝合金圆杆制备方法和现有技 术相比， 具有投资小、 工艺简单、 操作方便、 生产灵 活、 成材率高、 生产成本低等特点。可广泛应用于 电工用圆铝合金杆、 连续挤压用铝合金杆、 焊料用 铝合金杆等的开发与生产上。 (51)Int.Cl. 权利。
3、要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1 页 2 1. 一种铝合金圆杆制备方法， 其特征在于， 所述的制备方法步骤如下 ： 经过配料、 熔化、 精炼、 保温、 在线过滤处理后得到的合金液采用带多头水平连铸结晶 器的铸造炉铸造， 铸造温度 680 730， 水平连铸速度 600 1300mm/min， 得直径 8 16mm的小盘圆杆坯 ； 之后将小盘圆杆坯进行清洗、 漂洗和干燥， 温度控制5070， 之后 将小盘圆杆坯在不超过24小时内送入连续挤压机进行连续挤压， 温度为200450， 挤压 机转速为 。
4、15 24rpm， 制得直径为 3 16mm 的圆杆， 然后将圆杆直接通过水槽进行冷 却 , 冷却后温度保持 40 60 ； 再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。 2. 根据权利要求 1 所述的铝合金圆杆制备方法， 其特征在于， 所述的水平连铸结晶器 与铸造炉密封固定连接。 3. 根据权利要求 1 所述的铝合金圆杆制备方法， 其特征在于， 所述的小盘圆杆坯在送 入连续挤压机前通过冷焊进行小盘对接， 以实现不间断进料。 权 利 要 求 书 CN 102941324 A 2 1/3 页 3 一种铝合金圆杆制备方法 0001 技术领域 0002 本发明涉及铝合金圆杆制备领域， 具体地说是一种铝合。
5、金圆杆制备方法。 背景技术 0003 铝合金圆杆是生产铝合金导线、 铝合金管材和铝合金焊丝等的主要原材料， 目前， 铝合金圆杆的生产工艺有立式半连续铸造挤压法、 连铸连轧法和水平连铸连拉法三种方 法。 0004 立式半连续铸造挤压法制备铝合金圆杆的工艺流程 ： 配料熔化精炼立式 半连续铸造铸锭均匀化铸锭加热热挤压 8 mm 左右的线坯。但这种工艺路线设 备投资较大， 工序多， 占地面积大， 工模具消耗和能耗较高， 生产过程中的几何废料也高， 产 品成品率相对较低， 更为重要的是常规挤压产品组织性能沿长度方向上十分不均匀且有接 头， 这将严重地影响到随后的深加工性能和最终产品的性能均匀性。 00。
6、05 连铸连轧工艺是电线电缆行业生产铝和软铝合金线坯的主要方法， 其工艺流程 ： 配料熔化精炼连续铸造 ( 边长为 40 50 mm 菱形截面的坯料 ) 热连轧 (13 道 次 ) 9.8mm 左右的线坯。这种工艺路线设备投资适中， 产品单重大、 成材率高 (90 以上 )、 质量相对稳定。国内有些厂家在进行铝合金圆杆连铸连轧工艺及装备的开发， 但还 没有采用这种工艺路线正常生产铝合金圆杆的先例。 但控制浇注过程中进入氧化夹杂物和 轧制过程中氧化膜和润滑油的进入是相当有难度的， 甚至在技术上无法解决。 0006 水平连铸连拉法制备铝合金圆杆的工艺流程 ： 配料熔化精炼水平连铸连拉 (12 个或。
7、 24 个结晶器并联 ) 12 mm 左右的线坯。水平连铸连拉法的特点是设备投资 少， 线材的成品率高 (90 以上 )。然而水平连铸铝合金杆坯中不可避免的出现较常见比 重偏析、 枝晶偏析、 晶界偏析和区域偏析， 而这些偏析在后续拉拔工艺中难以消除它， 通常 采用对水平连铸铝合金杆坯进行均匀化处理。这不但增加了工序和生产成本， 而且还会使 杆坯表面氧化严重。 此外， 在水平连铸连拉的情况下， 拉制出来的线坯基本上是一种铸造 组织， 塑性比较差， 后续拉制出的产品接头较多。 0007 发明内容 本发明的技术任务是提供一种材料利用率高， 制品长度大， 组织性能均匀的铝合金圆杆 制备方法。 0008。
8、 本发明的技术任务是按以下方式实现的， 该制备方法步骤如下 ： 经过配料、 熔化、 精炼、 保温、 在线过滤处理后得到的合金液采用带多头水平连铸结晶器的铸造炉铸造， 铸造 温度 680 730， 水平连铸速度 600 1300mm/min， 得直径 8 16mm 的小盘圆杆 坯 ； 之后将小盘圆杆坯进行清洗、 漂洗和干燥， 温度控制 50 70， 之后将小盘圆杆坯在 不超过 24 小时内送入连续挤压机进行连续挤压， 温度为 200 450， 挤压机转速为 15 24rpm， 制得直径为316mm的圆杆， 然后将圆杆直接通过水槽进行冷却, 冷却后温度 说 明 书 CN 102941324 A 3。
9、 2/3 页 4 保持 40 60 ； 再利用恒张力收绕装置对圆杆进行收卷即可。 0009 所述的水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接。 0010 所述的小盘圆杆坯在送入连续挤压机前通过冷焊进行小盘对接， 以实现不间断进 料。 0011 本发明的一种铝合金圆杆制备方法和现有技术相比， 具有以下特点 ： 1） 由于在铸造过程中， 熔体不与大气接触， 可免除氧化生渣和气体混入铸锭， 因此， 水 平连铸圆杆氧化夹渣物少、 含气量低 ； 2） 水平连铸结晶器短， 凝固速度极高。 因此， 杆坯表面质量好， 外观尺寸精度高， 内部组 织性能均匀， 晶粒度细小， 合金与杂质元素的固溶度大 ； 3） 一次将水平。
10、连铸杆坯挤压成不同规格尺寸的铝合金圆杆， 有效地改善了水平连铸中 较常见的铸造缺陷， 可制备出组织细小、 性能均匀和表面质量优良的铝合金圆杆。 具体实施方式 0012 实施例 1: 采用 99.7% 铝锭、 镁锭以及 Al-Fe、 Al-Cu 中间合金， 根据电工用 8030 铝合金的化学成 份范围计算各合金加入的重量比例， 按此比例配料， 在双 500Kg 容量燃气熔炼炉内经熔化、 精炼、 保温和在线过滤后， 采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析， 实测成分见表 1。采用 10 头水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接的水平连铸机铸造成直径为 8mm 的 小盘圆杆坯， 铸造温度控制为 68。
11、0 700， 水平连铸牵引速度 1300mm/min， 得到每盘重约 100Kg 水平连铸小盘圆杆坯。将该小盘圆杆坯经清洗、 漂洗、 干燥后， 在 LJ300 铝材连续挤 压机上挤压成直径为 3mm 的圆杆产品， 连续挤压温度控制为 200 320， 挤压机转速为 24rpm ； 然后将圆杆直接通过水槽进行冷却 , 冷却后温度保持 40 60 ； 再利用恒张力收 绕装置对圆杆进行收卷即可。 0013 对该产品进行横断面晶粒度、 力学性能和电性能进行测试， 并将其平均值与相应 连铸连轧工艺方法生产的国类产品比较， 见表 2。结果发现 ： 本发明生产的产品性能明显优 于连铸连轧工艺方法。 0014。
12、 表 1 8030 铝合金实测化学成分 /wt% 制备方法SiFeCuMnMgZnB 本发明0.048 0.565 0.205 0.009 0.018 0.011 0.02 连铸连轧0.056 0.326 0.163 0.010 0.005 0.010 - 表 2 8030 铝合金杆断面晶粒度、 力学性能和电性能 制备方法晶粒度抗拉强度 /MPa延伸率 (A100)/%电阻率 /nm 本发明小于2级 1272528.63 连铸连轧34 级1162128.92 实施例 2: 采用 99.7% 铝锭、 镁锭以及 Al-Fe、 Al-Cu 中间合金， 根据电工用 6201 铝合金的化学成 份范围计算。
13、各合金加入的重量比例， 按此比例配料， 在双 500Kg 容量燃气熔炼炉内经熔化、 精炼、 保温和在线过滤后， 采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析， 实测成分见表 3。采用 10 头水平连铸结晶器与铸造炉密封固定连接的水平连铸机铸造成直径为 16mm 的小盘圆杆坯， 铸造温度控制为680700， 水平连铸牵引速度600mm/min， 得到每盘重约 100Kg水平连铸小盘圆杆坯。 将该小盘圆杆坯经清洗、 漂洗、 干燥后， 在LJ300铝材连续挤压 说 明 书 CN 102941324 A 4 3/3 页 5 机上挤压成直径为 16mm 的圆杆产品， 连续挤压温度控制为 320 350， 。
14、挤压机转速为 15rpm ； 然后将圆杆直接通过水槽进行冷却 , 冷却后温度保持 40 60 ； 再利用恒张力收 绕装置对圆杆进行收卷即可。 0015 对该产品进行横断面晶粒度、 力学性能和电性能进行测试， 并将其平均值与相应 连铸连轧工艺方法生产的国类产品比较， 见表 4。结果发现 ： 本发明生产的产品性能明显优 于连铸连轧工艺方法。 0016 表 3 6201 铝合金实测化学成分 /wt% 制备方法SiFeCuMnMgZnTiB 本发明0.605 0.197 0.008 0.011 0.694 0.011 0.004 0.03 连铸连轧0.457 0.204 0.006 0.005 0.5。
15、37 0.012 0.015 - 表 4 6201 铝合金杆断面晶粒度、 力学性能和电性能 制备方法晶粒度抗拉强度 /MPa延伸率 (A100)/%电阻率 /nm 本发明小于2级 1972333.54 连铸连轧44.5 级 1841733.92 实施例 3: 采用 99.7% 铝锭、 镁锭以及 Al-Fe、 Al-Cu 中间合金， 根据电工用 3003 铝合金的化学成 份范围计算各合金加入的重量比例， 按此比例配料， 在双 500Kg 容量燃气熔炼炉内经熔化、 精炼、 保温和在线过滤后， 采用光谱直读方法对溶体取样进行化学成分分析， 实测成分见表 5。采用 10 头水平连铸结晶器与铸造炉密封固。
16、定连接的水平连铸机铸造成直径为 12mm 的小盘圆杆坯， 铸造温度控制为 710 730， 水平连铸牵引速度 1000mm/min， 得到每盘重 约 100Kg 水平连铸小盘圆杆坯。将该小盘圆杆坯经清洗、 漂洗、 干燥后， 在 LJ300 铝材连续 挤压机上挤压成直径为10mm的圆杆产品， 连续挤压温度控制为400450， 挤压机转速 为 20rpm ； 然后将圆杆直接通过水槽进行冷却 , 冷却后温度保持 40 60； 再利用恒张力 收绕装置对圆杆进行收卷即可。 0017 对该产品进行横断面晶粒度、 力学性能和电性能进行测试， 并将其平均值与相应 连铸连轧工艺方法生产的国类产品比较， 见表 6。结果发现 ： 本发明生产的产品性能明显优 于连铸连轧工艺方法。 0018 表 5 3003 铝合金实测化学成分 /wt% 制备方法SiFeCuMnMgZnTi 本发明0.043 0.270 0.175 1.110 0.005 0.012 0.080 连铸连轧0.272 0.400 0.089 1.020 0.003 0.010 0.098 表 6 3003 铝合金杆断面晶粒度和力学性能 制备方法晶粒度抗拉强度 /MPa延伸率 (A50)/% 本发明小于 2 级 12534 连铸连轧35 级11532 说 明 书 CN 102941324 A 5 。