專利名稱：一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種穩(wěn)定性好的鋁合金型 材的熔煉制備方法，屬于鋁合金材料加工技術領域。
背景技術：
鋁合金是工業(yè)中應用最廣泛的一類有色金屬結構材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶中已大量應用。隨著近年來科學技術以及工業(yè)經濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結構件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應用促進了鋁合金焊接技術的發(fā)展，同時焊接技術的發(fā)展又拓展了鋁合金的應用領域，因此鋁合金的焊接技術正成為研究的熱點之一。鋁塑板是由經過表面處理并用涂層烤漆的3003鋁錳合金、5005鋁鎂合金板材作為表面，PE塑料作為芯層，高分子粘結膜經過一系列工藝加工復合而成的新型材料?，F有技術中的鋁合金型材在熔煉過程中經常會出現雜質含量大，整個工藝過程復雜等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對現有技術的不足，提供一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，提高鋁合金型材的綜合性能。本發(fā)明采用的技術方案如下:
一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:
(O制招合金溶體:
按下列重量份原料:55-65 3003鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5_10碳化硼、5_10納米石英砂粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成:10-20份CaO、10-25份AL203、35-45份Si02、12-30份木炭、12-23份粉煤灰；加入鎂錠，熔化，鎂錠重量為鋁原料重量的1-5% ；
(2)精煉處理:
利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁合金熔體經過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細小雜質帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔體加入20-30Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、氯化鎂30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份原料制得:氯化鉀6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、硫酸鈉3-5、氯化鋁5-8、碳酸鉀3-5、凹凸棒土 8-10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、活性碳酸鈣粉 5-8，Na2TiF6 8-10、NaF 5-8 ；
所述的精煉劑制備方法如下:
a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎；
C、將其它原料加熱熔融后，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結 劑混合攪勻后得粒狀混合物；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4-5小時，溫度為450-550°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到450-490°C，并保溫2-3小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到300-400°C，保溫50-70min ；
(4)成型加工
將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240-260°C，擠壓速度7-8米/分鐘；風冷型材表面溫度至100-130°C后，放入1_5°C水性淬火液中進行淬火處理6-7分鐘；
(5)對鋁合金型材經過校直處理后，對鋁合金型材進行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強風配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體；
(6)在擠壓結束后8小時之內對鋁合金型材進行時效處理，時效溫度為165-185°C，保溫時間為6_8h ；
(7)對經過時效處理后的型材進行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時間為2-5小時，在液氮中的等溫時間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°C的沸水中加熱60-80分鐘；
(8)回火處理:將型材裝爐以每小時20-30°C以加熱速率升溫至380-400°C，保溫20-24小時，再以每小時20-30°C的速率在爐內降至250-350°C，然后出爐冷卻到室溫；
(9)、滲碳處理，滲碳是將經過磷化處理后的型材，在氣態(tài)的滲碳介質中加熱到400 450 °C，保持時間3-5h。所述的碳化硼的細度為5-8 μ m。所述熱處理，鋁合金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4.5小時，溫度為500°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到350°C，保溫60min。本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，由于廢鋁材料經過一次冶煉,其成分穩(wěn)定,故本發(fā)明配方中增加廢鋁材料有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時出現沒有檢測的材料影響鋁型材質量的可能性；退火處理、淬火處理、校直處理等步驟，增加了鋁材料的內部組織的均勻性與晶粒的細化，大大改善了鋁合金型材的質量與加工性能；對鋁合金型材表面進行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結合力。
具體實施例方式下面結合施例對本發(fā)明作進一步描述，但不局限于下列實施例。
一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟:
(O制招合金溶體:
按下列重量份(公斤)原料:55份3003鋁錠、32份廢棄的鋁制品、5份碳化硼、5份納米石英砂粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份(公斤)組分混合組成:20份Ca0、25份AL203、35份Si02、30份木炭、23份粉煤灰；加入鎂錠，熔化，鎂錠重量為鋁原料重量的1-5% ；
(2)精煉處理:
利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁 合金熔體經過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細小雜質帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔體加入20Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份(公斤)組分混合組成:氯化鉀60、氯化鎂30、六氯化二碳2，在靜置爐內鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份(公斤)原料制得:氯化鉀8、氟化鈣3、硝酸鈉3、石墨粉5、氟硅酸鈉10、硫酸鈉5、氯化鋁5、碳酸鉀3、凹凸棒土 10、NaBF4 8、氯化鈉3、活性碳酸鈣粉5，Na2TiF6 8,NaF5 ；
所述的精煉劑制備方法如下:
a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末；
b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎；
C、將其它原料加熱熔融后，粉碎；
d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結劑混合攪勻后得粒狀混合物；
(3)熱處理
鋁合金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4-5小時，溫度為450-550°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到450-490°C，并保溫2-3小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到300-400°C，保溫50-70min ；
(4)成型加工
鋁合金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4.5小時，溫度為500°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到350°C，保溫60min ；
(5)對鋁合金型材經過校直處理后，對鋁合金型材進行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強風配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體；
(6)在擠壓結束后8小時之內對鋁合金型材進行時效處理，時效溫度為165-185°C，保溫時間為6_8h ；
(7)對經過時效處理后的型材進行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時間為2-5小時，在液氮中的等溫時間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°c的沸水中加熱60-80分鐘；
(8)回火處理:將型材裝爐以每小時20-30°C以加熱速率升溫至380-400°C，保溫20-24小時，再以每小時20-30°C的速率在爐內降至250-350°C，然后出爐冷卻到室溫；
(9)、滲碳處理，滲碳是將經過磷化處理后的型材，在氣態(tài)的滲碳介質中加熱到400 450 °C，保持時間3-5h。經檢測，本發(fā)明方法的產物化學成分為:Si 0.253%、Mg 2.45%、Fe 0.34%、Cu
0.0622%、Mn 0.058%、Cr 0.412%、Zn 0.0856%、其他元素合計 0.121%、其余為 Al ;鎂以外的合金成分由原料帶入，力學性能為:抗拉強度 為334MPa，屈服強度為263MPa，延伸率為16.9% ;表面性能為:單件局部膜厚25 ii m,落砂試驗磨耗系數555 g/U m,滴堿試驗136s。
權利要求
1.一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，包括有以下操作步驟: (1)制招合金溶體: 按下列重量份原料:55-65 3003鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5_10碳化硼、5_10納米石英砂粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成:10-20份CaO、10-25份AL203、35-45份Si02、12-30份木炭、12-23份粉煤灰；加入鎂錠，熔化，鎂錠重量為鋁原料重量的1-5% ； (2)精煉處理: 利用精煉劑對鋁合金熔體進行精煉處理，當鋁合金熔體經過精煉處理，并扒出表面浮渣后，即可將熔體輸注到靜置爐，鋁合金熔體進入靜置爐后升溫至600-65(TC保持25-30min，然后利用氬氣將鋁合金熔體中的氫及細小雜質帶到表面，從而降低鋁液中的氫含量；再按每噸鋁合金熔 體加入20-30Kg除鈉劑，所述的除鈉劑由以下重量份組分組成:氯化鉀50-60、氯化鎂30-40、六氯化二碳2-10，在靜置爐內鑄造得鋁合金圓鑄棒，所述的精煉劑由下列重量份原料制得:氯化鉀6-8、氟化鈣3-5、硝酸鈉3-5、石墨粉5-8、氟硅酸鈉8-10、硫酸鈉3-5、氯化鋁5-8、碳酸鉀3-5、凹凸棒土 8_10、NaBF4 5_8、氯化鈉3_5、活性碳酸鈣粉 5-8，Na2TiF6 8-10、NaF 5-8 ； 所述的精煉劑制備方法如下: a、將上述重量份的凹凸棒土用10-15%硫酸浸泡3-4小時，去離子水洗滌，再用10-12%氫氧化鈉溶液浸泡3-4小時，再用去離子水洗滌至中性，然后在500-530°C下煅燒2-3小時，粉碎成納米粉末； b、將上述重量份的氯化鉀、氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鉀、硝酸鈉、凹凸棒土加入到水中，再加入凹凸棒土重量2-3%的月桂醇硫酸鈉、1-2%的平平加0、2-3%的檸檬酸三丁酯、3-5%氧化鋁，高速5200-5500轉/分攪拌，得到分散液，分散液脫水烘干粉碎； C、將其它原料加熱熔融后，粉碎； d、將步驟a、b、c得到的物料加入粘結劑混合攪勻后得粒狀混合物； (3)熱處理 鋁合金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4-5小時，溫度為450-550°C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到450-490°C，并保溫2-3小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到300-400°C，保溫50-70min ； (4)成型加工 將鋁合金圓鑄棒加熱至450-500°C，然后利用擠壓機將加熱好的圓鑄棒從模具中擠出成形，擠壓模具溫度240-260°C，擠壓速度7-8米/分鐘；風冷型材表面溫度至100-130°C后，放入1_5°C水性淬火液中進行淬火處理6-7分鐘； (5)對鋁合金型材經過校直處理后，對鋁合金型材進行淬火，淬火溫度400-50(TC，冷卻方式選擇為強風配合水霧淬火冷卻，保證基體中獲得高的過飽和的固溶體； (6)在擠壓結束后8小時之內對鋁合金型材進行時效處理，時效溫度為165-185°C，保溫時間為6_8h ； (7)對經過時效處理后的型材進行深冷處理，液氮溫度為-125 -150°C，深冷處理的時間為2-5小時，在液氮中的等溫時間為:型材的橫截面積的乘以2 3min/mm2，深冷處理后將溫度已回升到室溫的型材放入100°c的沸水中加熱60-80分鐘； (8)回火處理:將型材裝爐以每小時20-30°C以加熱速率升溫至380-400°C，保溫20-24小時，再以每小時20-30°C的速率在爐內降至250-350°C，然后出爐冷卻到室溫； (9)、滲碳處理，滲碳是將經過磷化處理后的型材，在氣態(tài)的滲碳介質中加熱到400 450 °C，保持時間3-5h。
2.根據權利要求1所述的一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述的碳化硼的細度為5-8 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，其特征在于，所述熱處理，鋁合 金圓鑄棒鋸切后進行水霧化蒸汽處理，處理時間為4.5小時，溫度為5000C，鋁合金圓鑄棒送入熱處理爐中加熱到480°C，并保溫2.5小時；然后，用淬火油冷卻，將淬火后的鋁合金圓鑄棒送入回火爐中加熱到350°C，保溫60min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)定性好的鋁合金型材的熔煉制備方法，包括有以下操作步驟(1)制鋁合金熔體按下列重量份原料55-653003鋁錠、32-42廢棄的鋁制品、5-10碳化硼、5-10納米石英砂粉末進行配比，將上述原料加入熔煉爐，升溫至爐料開始軟化下塌時，向熔液表面撒上一層覆蓋劑覆蓋，所述覆蓋劑是由以下重量份組分組成10-20份CaO、10-25份AL2O3、35-45份SiO2、12-30份C、12-23份粉煤灰；本發(fā)明原料配料中添加了廢鋁材料，有利于鋁型材性能穩(wěn)定，減少了鋁液冶煉時出現沒有檢測的材料影響鋁型材質量的可能性；對鋁合金型材表面進行鉻化處理，提高了鋁合金型材表面氧化膜的抗腐蝕能力和鋁合金型材與涂層的結合力。
文檔編號C22C21/00GK103103399SQ20121053066
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權日2012年12月11日
發(fā)明者夏坤財 申請人:蕪湖恒坤汽車部件有限公司