一種中間合金線材的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中間合金制造領(lǐng)域，涉及中間合金線材，尤其是一種合金含量高、難變形加工的中間合金線材的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代化金屬熔煉過程中，中間合金主要起到元素添加、晶粒細(xì)化、晶粒變質(zhì)、去氧脫硫和熔體凈化等作用，能夠顯著提高產(chǎn)品純凈度和力學(xué)性能。其中，中間合金線材由于具有均勻性高、添加精確等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為高端中間合金的發(fā)展方向，但是一般中間合金由于其合金元素含量較高，變形難度大，常規(guī)的生產(chǎn)方法不滿足中間合金產(chǎn)品的加工要求。
[0003]傳統(tǒng)的線材生產(chǎn)方法是乳制或擠壓，對(duì)于塑性較差的中間合金線材一般采用擠壓方法，具體說首先澆鑄中間合金棒材，然后對(duì)棒材進(jìn)行預(yù)熱處理后擠壓，該方法得到的中間合金線材由于擠壓過程中擠壓筒內(nèi)的溫度和擠壓力不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致中間合金線材顯微組織中初生相粗大且分布不均勻。產(chǎn)品也極易出現(xiàn)裂紋、劃痕和斷桿，難以進(jìn)行纏卷。
[0004]通過檢索，發(fā)現(xiàn)如下相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)道:
[0005]—種金屬的連續(xù)鑄造連續(xù)擠壓設(shè)備及生產(chǎn)工藝(CN102303057A)，所述的設(shè)備包括熔化爐、保溫爐、連鑄機(jī)、連續(xù)擠壓機(jī)、防氧化保溫裝置和活套裝置。將熔融金屬倒入連鑄設(shè)備的熔融金屬池中，使熔融金屬在強(qiáng)制水冷的結(jié)晶器內(nèi)冷卻和凝固；牽引機(jī)以一定的速度把鑄坯從結(jié)晶器中拉出；被拉出的鑄坯經(jīng)過防氧化保溫裝置后送入連續(xù)擠壓機(jī)組。由于本發(fā)明使鑄造后的金屬可直接帶余熱進(jìn)行連續(xù)擠壓，此時(shí)金屬具有較高的塑性，變形抗力較低，因此可用較少的能量獲得較大的變形，節(jié)約能量；尤其適用于在連續(xù)擠壓前需要預(yù)熱的金屬及其合金，使連續(xù)擠壓加工合金品種擴(kuò)大。本發(fā)明將多道工序合并，實(shí)現(xiàn)了短流程，使生產(chǎn)周期可縮短50%以上，提高了生產(chǎn)效率。
[0006]通過對(duì)比，本申請(qǐng)與上述專利文獻(xiàn)的區(qū)別在于:
[0007]1、本申請(qǐng)中為中間合金，中間合金由于合金元素含量高，具有與普通金屬材料性質(zhì)和變形性能不同。
[0008]本申請(qǐng)重點(diǎn)為中間合金的熔煉與鑄造過程，特別是中間合金產(chǎn)品熔煉制造過程的工藝及參數(shù)。在合金化后，進(jìn)行澆鑄之后連續(xù)生成中間合金，整個(gè)工藝流程更加連續(xù)，從始至終產(chǎn)品質(zhì)量可調(diào)可控，這對(duì)產(chǎn)品的組織、力學(xué)性能、外觀的提高起到了顯著的作用。
[0009]2、本申請(qǐng)通過兩次除氣精煉來提高中間合金線材的純凈度，一次是在熔煉過程中，一次是在澆鑄前的流槽傳輸過程中，上述專利申請(qǐng)并沒有涉及除氣精煉及熔體處理的內(nèi)容。
[0010]本申請(qǐng)中，鑄造形成的鑄條，根據(jù)產(chǎn)品的種類和質(zhì)量要求，可以連續(xù)擠壓，也可以對(duì)鑄條進(jìn)行常溫或熱處理后擠壓。
[0011]3、本申請(qǐng)整個(gè)工藝流程與上述專利不同，更加簡(jiǎn)單、緊湊，占用空間小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，且可以顯著提高產(chǎn)品的潔凈度、顯微組織質(zhì)量、力學(xué)性能和應(yīng)用性能指標(biāo)的中間合金線材的生產(chǎn)系統(tǒng)及其生產(chǎn)工藝。
[0013]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0014]一種中間合金線材的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括熔煉設(shè)備、流槽、鑄機(jī)及擠壓機(jī)，熔煉設(shè)備、鑄機(jī)、擠壓機(jī)依次間隔布置，在熔煉設(shè)備的出口與鑄機(jī)之間連接流槽，在熔煉設(shè)備的投料口安裝除氣機(jī)，滿足熔體除氣和精煉要求。
[0015]而且，在流槽的中段連通連接一除氣箱，在除氣箱的上方安裝二次除氣機(jī)。(可以選擇使用，有些產(chǎn)品不用)
[0016]而且，在擠壓機(jī)的出口依次間隔布置有冷卻水箱、長(zhǎng)度計(jì)米器及收線機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)鑄機(jī)速度、擠壓機(jī)速度和收線機(jī)的匹配一致。
[0017]而且，所述的鑄機(jī)結(jié)晶輪材質(zhì)為紫銅，槽的截面形狀為梯形，可以使熔體快速凝固形成梯形的條材。
[0018]而且，所述熔煉設(shè)備為電阻爐或感應(yīng)爐。
[0019]一種中間合金線材的生產(chǎn)工藝，步驟如下:
[0020]⑴將鋁錠投入熔煉設(shè)備后升溫熔化，待鋁錠熔化完畢后調(diào)整熔體溫度至700-900°C進(jìn)行除氣精煉，除氣時(shí)間大于10分鐘，除氣完畢后加入精煉劑進(jìn)行清渣處理，鋁液表面處理干凈后，在700-1200°C下，加入第二種金屬，合金化15-120分鐘后，根據(jù)合金種類或特點(diǎn)，再調(diào)整溫度至700-1200°C進(jìn)行二次除氣精煉，除氣時(shí)間大于10分鐘，除氣完畢后將熔體表面浮渣清理干凈；
[0021]⑵調(diào)整熔體溫度至700-1200°C進(jìn)行澆鑄，通過流槽在線控溫技術(shù)將前箱熔體溫度控制在700°C以上，冷卻水流量控制在30-60m3/h，鑄機(jī)轉(zhuǎn)速為6_10r/min，使鑄條快速凝固；
[0022]⑶通過對(duì)結(jié)晶輪噴淋水的控制使鑄條溫度低于500°C，擠壓輪轉(zhuǎn)速為3-10r/min，冷卻水流量控制在30-60m3/h，進(jìn)行連續(xù)擠壓或先將鑄條剪切成段，再進(jìn)行冷擠或熱處理后擠壓，最終得到不同截面形狀的中間合金線材，擠成的線材經(jīng)過冷卻，直接纏成中間合金卷或剪切成中間合金桿。
[0023]而且，所述鋁錠中Al彡99.7%，質(zhì)量百分含量。
[0024]而且，所述第二種金屬為鍶或鈣，其中Sr彡99%, Ca彡99%，質(zhì)量百分含量。
[0025]而且，第二種金屬在鋁中的質(zhì)量百分含量為1-25 %，分別稱取，精煉劑適量。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0027]1、本發(fā)明通過兩次除氣精煉、鑄條快速凝固和連續(xù)擠壓技術(shù)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，提高了生產(chǎn)效率；
[0028]2、本發(fā)明通過兩次除氣和精煉提高了中間合金線材的純凈度。
[0029]3、本發(fā)明在合金化和澆鑄過程中，通過工藝溫度和凝固速度，實(shí)現(xiàn)了中間合金中粒子的均勻彌散分布。使整個(gè)工藝流程更加連續(xù)，從始至終產(chǎn)品質(zhì)量可調(diào)可控，提高了中間合金線材的抗拉強(qiáng)度和延伸率。
[0030]4、本發(fā)明可以連續(xù)生產(chǎn)不同形狀的中間合金線材，并直接纏成中間合金卷或剪切成中間合金桿。
[0031]5、本生產(chǎn)工藝可用于產(chǎn)品延伸率小于10%的中間合金類線材產(chǎn)品的連續(xù)生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0032]圖1為本生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本生產(chǎn)工藝的流程圖；
[0034]圖3為傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的AlSrlO線材顯微組織圖；
[0035]圖4為本工藝生產(chǎn)的AlSrlO線材顯微組織圖；
[0036]圖5為傳統(tǒng)鑄棒擠壓工藝生產(chǎn)的AlSrlO線材力學(xué)性能圖；
[0037]圖6為本方法工藝生產(chǎn)的AlSrlO線材力學(xué)性能圖；
[0038]圖7為實(shí)施例2生產(chǎn)產(chǎn)品的顯微組織圖；
[0039]圖8為實(shí)施例3生產(chǎn)產(chǎn)品的顯微組織圖；
[0040]圖9為實(shí)施例4生產(chǎn)產(chǎn)品的顯微組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合附圖并通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0042]一種中間合金線材的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括熔煉設(shè)備1、保溫流槽3、鑄機(jī)14及擠壓機(jī)10，恪煉設(shè)備、鑄機(jī)、擠壓機(jī)依次間隔布置，在恪煉設(shè)備的投料口安裝一次除氣機(jī)2，在恪煉設(shè)備的出口與鑄機(jī)之間連接流槽，在流槽的中段連通連接一除氣箱4，在除氣箱的上方安裝二次除氣機(jī)5，在流槽的尾段連接一分水箱13，分水箱位于鑄機(jī)結(jié)晶輪12的上方。這里結(jié)晶輪的直徑為1.2-1.5米，在擠壓機(jī)的出口依次間隔布置有冷卻水箱9、長(zhǎng)度計(jì)米器8及收線機(jī)I。
[0043]本生產(chǎn)系統(tǒng)的工作流程為:
[0044]在熔煉設(shè)備內(nèi)在線生產(chǎn)中間合金，并進(jìn)行一次除氣除渣，中間合金熔體經(jīng)過流槽及分水箱進(jìn)入鑄機(jī)，進(jìn)入鑄機(jī)前，在流槽中段的除氣箱內(nèi)進(jìn)行第二次除氣除渣，保證熔體的純凈度。熔體進(jìn)入鑄機(jī)后被快速澆鑄成鑄條11，并通過鑄機(jī)的引橋?qū)㈣T條直接傳送到擠壓機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠壓，擠壓后的中間合金線材6通過收線機(jī)直接纏成中間合金卷。
[0045]所述熔煉設(shè)備為電阻爐或感應(yīng)爐。
[0046]所述鑄機(jī)結(jié)晶輪槽的截面的形狀為梯形。
[0047]一種中間合金線材的生產(chǎn)工藝，步驟如下:
[0048]⑴將鋁錠投入熔煉設(shè)備后升溫熔化，待鋁錠熔化完畢后調(diào)整熔體溫度至700-900°C進(jìn)行除氣精煉，除氣時(shí)間大于10分鐘，除氣完畢后加入精煉劑進(jìn)行清渣處理，鋁液表面處理干凈后，在700-1200°C下，加入第二種金屬，合金化15-120分鐘后，根據(jù)合金種類或特點(diǎn)，再調(diào)整溫度至700-1200°C進(jìn)行二次除氣精煉，除氣時(shí)間大于10分鐘，除氣完畢后將熔體表面浮渣清理干凈；
[0049]⑵調(diào)整熔體溫度至700-1200°C進(jìn)行澆鑄，通過流槽在線控溫技術(shù)將前箱熔體