本發(fā)明涉及鋁合金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝，適用于手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼、軌道交通等對(duì)鋁合金品質(zhì)要求比較高的行業(yè)。

背景技術(shù)：

純鋁的密度小（ρ=2.7g/cm3），大約是鐵的 1/3，熔點(diǎn)低（660℃），鋁是面心立方結(jié)構(gòu)，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%），易于加工，可制成各種型材、板材。抗腐蝕性能好；但是純鋁的強(qiáng)度很低，退火狀態(tài) σb 值約為8kgf/mm2，故不宜作結(jié)構(gòu)材料。通過長期的生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)，人們逐漸以加入合金元素及運(yùn)用熱處理等方法來強(qiáng)化鋁，這就得到了一系列的鋁合金。

添加一定元素形成的合金在保持純鋁質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)還能具有較高的強(qiáng)度，σb 值分別可達(dá) 24～60kgf/mm2。這樣使得其“比強(qiáng)度”（強(qiáng)度與比重的比值 σb/ρ）勝過很多合金鋼，成為理想的結(jié)構(gòu)材料，廣泛用于機(jī)械制造、運(yùn)輸機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械及航空工業(yè)等方面，飛機(jī)的機(jī)身、蒙皮、壓氣機(jī)等常以鋁合金制造，以減輕自重。采用鋁合金代替鋼板材料的焊接，結(jié)構(gòu)重量可減輕50%以上。傳統(tǒng)的鋁合金制備一般采用鋁錠重熔法，改工藝方法在熔煉過程中消耗大量的能量，金屬燒損大，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染等問題，因此需要一種能夠直接使用電解鋁液生產(chǎn)鋁合金的流程，而電解鋁的生產(chǎn)過程主要以冰晶石-氧化鋁做電解質(zhì)，碳素材料做電極，電解質(zhì)問題一般在950-970℃之間，因此電解鋁液問題也具有較高的溫度，而鋁液的精煉溫度僅需700-800℃，溫度不合適且自發(fā)晶核較少，鑄造時(shí)容易導(dǎo)致晶粒粗大等組織缺陷，同時(shí)真空抬包吸取電解鋁液時(shí)不可避免的吸入電解質(zhì)，以及鋁的氧化，導(dǎo)致了電解鋁液中氧化夾雜較多，而且由于溫度較高，氫氣在鋁液中具有較高的飽和含量，因此電解鋁液中從在大量的氫氣，同時(shí)電解鋁液中Fe和Si的含量也較大，對(duì)后續(xù)加工的產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)重影響，因此需要一種能夠直接利用電解鋁液生產(chǎn)鋁合金的工藝流程。

手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼、軌道交通等對(duì)鋁合金品質(zhì)要求比較高，目前，國內(nèi)能夠生產(chǎn)該類鋁合金圓鑄錠坯料和擠壓材的廠家少，產(chǎn)量低，市場(chǎng)處于供不應(yīng)求的狀況，并且，現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)該類高品質(zhì)鋁合金通常工藝復(fù)雜繁瑣，耗能大，生產(chǎn)出的鋁合金鑄錠的含鐵量和含鈦量也不能達(dá)到高品質(zhì)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝，該工藝生產(chǎn)的鋁合金適用于手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼、軌道交通等對(duì)鋁合金品質(zhì)要求比較高的行業(yè)。本發(fā)明以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，從電解鋁液的合金化控制技術(shù)、綜合凈化技術(shù)、均勻鑄造控制技術(shù)等方面入手，采用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)利用電解鋁液直接生產(chǎn)高品質(zhì)大規(guī)格鋁合金圓鑄錠材料的工藝流程，滿足市場(chǎng)需求。

本發(fā)明的一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝技術(shù)方案為，工藝步驟為，投料-扒渣-精煉-扒渣-精煉-扒渣-靜置-SNIF在線凈化-鑄造，采用電解鋁液為原料，添加純鋁錠作冷料，第一次精煉為將溫度調(diào)整在600-700度，加入精煉劑，反應(yīng)10-30分鐘；第二次精煉為將溫度調(diào)整為710-800度，加入精煉劑，反應(yīng)10-20分鐘。

純鋁錠的添加量質(zhì)量百分比為電解鋁液的20-40%。

在投料或精煉過程中，向鋁液中加鎂和硅粉。向鋁液中加鎂和硅粉的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)保證鋁液溫度在700-800度，攪拌3-5分鐘，攪拌結(jié)束后，降溫到580-650度靜置5-10分鐘。

兩次精煉過程都采用噴粉精煉工藝，將精煉劑噴入鋁液內(nèi)，精煉氣體為氬氣和氯氣的混合氣。氬氣和氯氣體積分?jǐn)?shù)比為8:1-10:1。精煉劑為無鈉精煉劑。

所述無鈉精煉劑包括MgCl2、KCl、CaF2、CCl4和K2CO3。

所述無鈉精煉劑由按重量比的以下成分組成：MgCl2:20-45%、KCl:25-30%、

CaF21-10%、、CCl4:15-25%和K2CO3:1-5%、余量為石墨。

在鑄造步驟中，通過控制鑄造結(jié)晶器的冷卻溫度，控制鑄造速度40-80mm/min。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝，生產(chǎn)的鋁合金適用于手機(jī)外殼、筆記本電腦外殼、軌道交通等對(duì)鋁合金品質(zhì)要求比較高的行業(yè)。本發(fā)明以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，從電解鋁液的合金化控制技術(shù)、綜合凈化技術(shù)、均勻鑄造控制技術(shù)等方面入手，采用本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)利用電解鋁液直接生產(chǎn)高品質(zhì)大規(guī)格鋁合金圓鑄錠材料的工藝流程，滿足市場(chǎng)需求。

具體實(shí)施方式

以下所涉及百分比，沒有特別說明的，都是質(zhì)量百分比。

實(shí)施例１

本發(fā)明的一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝，步驟為，投料-扒渣-精煉-扒渣-精煉-扒渣-靜置-SNIF在線凈化-鑄造。

采用電解鋁液為原料，添加質(zhì)量百分比為30%的純鋁錠作冷料。在投料或精煉過程中，向鋁液中加鎂和硅粉。向鋁液中加鎂和硅粉的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)保證鋁液溫度在720度，攪拌5分鐘，攪拌結(jié)束后，降溫到600度靜置10分鐘。

兩次精煉過程都采用噴粉精煉工藝，將精煉劑噴入鋁液內(nèi)，精煉氣體為氬氣和氯氣的混合氣。氬氣和氯氣體積分?jǐn)?shù)比為9:1。選用無鈉精煉劑由按重量比的以下成分組成：MgCl2:35%、KCl:26%、CaF25%、、CCl4:20%、K2CO3: 5%、石墨：9%。第一次精煉為將溫度調(diào)整在700度，加入精煉劑，反應(yīng)20分鐘；第二次精煉為將溫度調(diào)整為750度，加入精煉劑，反應(yīng)15分鐘。

在鑄造步驟中，通過控制鑄造結(jié)晶器的冷卻溫度，控制鑄造速度為60mm/min。

通過以上工藝步驟，控制鋁液鐵含量為0.08%；含鈦量不大于0.018%；使用無鈉精煉劑，精煉氣體采用氬氣與氯氣混合氣，將爐內(nèi)噴粉精煉與在線凈化處理相結(jié)合，提高了鋁液的綜合凈化效果，處理后的鋁液氫含量≤0.12ml/100gAl；通過控制鑄造結(jié)晶器的冷卻溫度，控制鑄造速度，獲得了晶粒細(xì)小、組織致密、成分均勻、偏析層小的鋁合金圓鑄錠。

實(shí)施例2

本發(fā)明的一種高品質(zhì)鋁合金材料的制造工藝，步驟為，投料-扒渣-精煉-扒渣-精煉-扒渣-靜置-SNIF在線凈化-鑄造。

采用電解鋁液為原料，添加質(zhì)量百分比為25%的純鋁錠作冷料。在投料或精煉過程中，向鋁液中加鎂和硅粉。向鋁液中加鎂和硅粉的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌時(shí)保證鋁液溫度在750度，攪拌4分鐘，攪拌結(jié)束后，降溫到650度靜置8分鐘。

兩次精煉過程都采用噴粉精煉工藝，將精煉劑噴入鋁液內(nèi)，精煉氣體為氬氣和氯氣的混合氣。氬氣和氯氣體積分?jǐn)?shù)比為8:1。選用無鈉精煉劑由按重量比的以下成分組成：MgCl2:30%、KCl:28%、CaF2：7%、、CCl4:16%、K2CO3:4%、石墨：15%。第一次精煉為將溫度調(diào)整在690度，加入精煉劑，反應(yīng)25分鐘；第二次精煉為將溫度調(diào)整為780度，加入精煉劑，反應(yīng)12分鐘。

在鑄造步驟中，通過控制鑄造結(jié)晶器的冷卻溫度，控制鑄造速度為65mm/min。

通過以上工藝步驟，控制鋁液鐵含量為0.10%；含鈦量不大于0.020%；使用無鈉精煉劑，精煉氣體采用氬氣與氯氣混合氣，將爐內(nèi)噴粉精煉與在線凈化處理相結(jié)合，提高了鋁液的綜合凈化效果，處理后的鋁液氫含量≤0.12ml/100gAl；通過控制鑄造結(jié)晶器的冷卻溫度，控制鑄造速度，獲得了晶粒細(xì)小、組織致密、成分均勻、偏析層小的鋁合金圓鑄錠。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。