CN105648244A - 一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 - Google Patents
一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105648244A CN105648244A CN201510561093.XA CN201510561093A CN105648244A CN 105648244 A CN105648244 A CN 105648244A CN 201510561093 A CN201510561093 A CN 201510561093A CN 105648244 A CN105648244 A CN 105648244A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alloy
- constituent content
- metal
- aluminium
- ingot
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备方法,其优点是:通过多元素复合工艺,可在原有工艺基础上节约10%~20%的生产用时,在提高生产效率的基础上降低能源消耗和金属损耗;通过预合金化工艺的实施,可以改善360Z.6铝合金的组织结构、相分布和尺寸,实现性能提升的同时,简化工艺流程、缩短生产和物流周期、降低对产业工人的素质要求,进而降低生产和投资成本,可广泛用于直接利用电解铝液快速生产轮毂原材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法。
背景技术
现有的360Z.6铝合金生产工艺多为重熔电解铝锭,然后按照成分要求加入金属硅、金属镁、金属锰。其生产工艺为:在熔炼炉内投入电解重熔铝锭或部分的废料,点火升温熔化,控制熔汤的温度不超710℃,使用清渣剂清渣,使用扒渣耙扒净熔汤表面浮渣,然后按照原材料配比称量金属硅,继续升温,当升温到一定时间后,使用搅拌装置对熔汤进行搅拌,查看金属硅的熔化状态,并控制熔汤的温度不超730℃,当金属硅熔化完毕后,再根据原材料配比,向熔汤中加入金属锰和金属镁。当金属镁和金属锰加入后,在使用搅拌装置迅速的进行搅拌,防止金属镁氧化燃烧,当金属镁熔化完毕后使用搅拌装置继续搅拌5~10min,以保证加入的金属锰尽可能的完全溶解并确保熔汤成分均匀。待添加的金属元素全部溶解或熔化完毕后,取样检测熔汤成分,如检测不合格,则根据检测结果进行成分调整,并控制温度,当温度低时,需要点火升温。如需要对Si元素调整,则保证添加的金属硅全部溶解完全,溶解时间不能低于45min,搅拌时间不低于10min,调整金属锰和金属镁,则保证添加的金属镁和金属锰全部熔化完毕,搅拌时间不能低于10min。当熔汤成分检测合格后,使用熔汤重量3~5‰的精炼剂进行喷吹精炼,扒净熔汤表面浮渣,调整温度在690~730℃进行浇铸成型。该生产工艺存在以下不足:
1、合金化时间过长,设备条件不变的情况下,严重影响生产效率的提升。
2、金属硅、金属锰熔点高,尽在730~750℃的条件下,Si、Mn元素并不能完全熔化形成化合相,影响产品性能的提高。
3、铝合金以各种金属元素添加来改善铝的力学性能和加工性能,由于元素实收的不稳定性,造成实际生产过程中调整次数的增加,无谓的延长生产周期。
4、合金化工艺的事实不稳定性,造成产品的性能指标不稳定,直接影响机械加工件的稳定性和服役周期。
5、由于添加元素需要在生产过程中进行调整,对工人的素质要求较高,调整次数的增加,造成生产周期的延长,生产效率降低,生产成本增加,工人劳动强度提高。
6、由于生产周期的延长,原材料及燃料、电能消耗也随之增加,不利于节能减排。
发明内容
本发明的目的是克服现有生产工艺的技术缺点,提供一种360Z.6材料功能性高效复合母合金及其制备和使用方法。该种功能性高效复合母合金是利用电解铝液或电解重熔铝锭复合铝硅、铝镁、铝锰中间合金,达到节能环保,高效生产,提升产品质量,从而大大的降低投资成本,缩短生产周期,简化生产工艺,降低物流和采购成本,提高单位生产能力,进一步的降低综合生产成本。
本发明的目的是这样实现的:一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,由主料和辅料制成,主料为电解铝液、电解重熔铝锭、金属硅、金属锰、重熔金属镁锭;辅料为清渣剂、精炼剂、氮气,按照重量百分比合金组成为:金属硅中Si元素含量为98~99.5%,Fe元素含量为0.3~0.4%;电解铝液及电解重熔铝锭中Si元素含量为0.01~0.05%,Fe元素含量为0.03~0.13%;金属锰中Mn元素含量为98.5~99.5%,Fe元素含量为0.03~0.15%;重熔金属镁锭中Mg元素含量为98.5~99.6%,Fe元素含量为0.05~0.12%。
根据360Z.6铝合金所含各主要元素的成分,按照倍数比例设计成分,计算各种主料的投入重量(按照10000Kg炉料容积计算):电解铝液或电解重熔铝锭4500~8300Kg,金属硅1600~5000Kg,重熔金属镁锭40~200Kg,金属锰50~300Kg,清渣剂10~15Kg,精炼剂10~15Kg,氮气适量。
一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金制备方法:采用了直接使用电解铝液或重熔电解重熔铝锭方法进行生产,从电解铝厂转运来的电解铝液或直接熔化的电解重熔铝锭温度850~870℃,使用氮气和清渣剂喷吹至电解铝液内部,清渣3~5min,扒静铝液表面的浮渣,加入金属硅,使用底置式电磁搅拌器进行不间断的搅拌,同时点火升温至1150~1250℃,加入金属锰,电磁搅拌器再持续的搅拌10min后,加入重熔金属镁锭,使用底置式电磁搅拌器水平和垂直各搅拌10min,测量合金熔汤的温度控制在1150~1250℃,使用氮气和精炼剂喷吹至合金熔汤内部,取样检测化学成分,根据检测分析结果进行添加元素的调整或者直接浇铸成型。
一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金使用方法:其特征使用方法(以50吨合金炉计算)为:在合金炉内加入一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金12.5吨,再向合金炉内倒入电解铝厂产出的840~870℃电解铝液37.5吨,使用机械式搅拌装置,对合金炉内的熔汤进行搅拌5~10min,测量合金炉内熔汤温度,点火升温,控制在740~770℃,取样检测360Z.6铝合金的成分,不合格根据产品标准要求进行成分能微调,合格后,使用氮气和50~75Kg的无钠精炼剂对炉内的360Z.6铝合金熔汤进行喷吹精炼,再次使用机械搅拌装置进行搅拌,并扒净熔汤表面的浮渣,调整温度至690~730℃进行浇铸。
以上所述的电解铝液时从电解铝厂电解槽中直接抽出的850℃以上的电解铝水。
以上所述的精炼剂和氮气具有良好的除气和除渣效果。
以上所述的精炼和除渣时间为5~10min
本发明的优点具体表现在:
1、通过预合金化工艺的实施,通过改善金组织结构,使α铝尺寸和弥散分布更加均匀,从而实现了合金性能的提升;
2、通过多元素复合工艺,可在原有工艺基础上节约10%~20%的生产用时,在提高生产效率的基础上降低能源消耗和金属损耗;
3、工艺简洁化,降低了对操作工人的素质要求;
4、可提升化学成分的集中度,减小波动及偏差范围;
5、降低重熔铝锭熔化工序所需要的能耗,物耗;
6、缩短物流管理流程,减少原材料分区占地,方便原材料管理及领用;
7、降低生产成本,提高单位生产能力,在价格上颇具优势;
8、投资少,见效快,投资回收期短。
附图说明
图1为采用本发明所述的360Z.6铝合金功能性高效复合母合金制备的360Z.6铝合金显微组织
图2为使用现有生产工艺及原材料生产出的360Z.6铝合金显微组织。
具体实施方式
下面结合实例对本发明的做进一步的说明。
制备实例1:
1、原材料配比
1)分析各种原材料的成分,金属硅中Si元素含量为99.1%,Fe元素含量为0.338%;电解铝液中Si元素含量为0.05%,Fe元素含量为0.08%;金属锰中Mn元素含量为98.8%,Fe元素含量为0.046%;重熔金属镁锭中Mg元素含量为99.2%,Fe元素含量为0.06%。
2)根据本发明设计的功能性高效复合母合金组元要求,计算各种原材料的加入量(以按照10000Kg炉料容积计算),考虑各种金属的烧损以及高浓度组元成分的局部偏析,各种金属添加量按照发明设计的功能性高效复合母合金成分组元的中上线计算理论添加量:电解铝液5950Kg,金属硅3860Kg,重熔金属镁锭126Kg,金属锰152Kg,总投料10088Kg。清渣剂12.5Kg,精炼剂12.5Kg,氮气4瓶。
2、制备方法
采用直接电解铝液方法进行生产。使用4吨铝水转运包从电解铝厂电解槽内直接抽取电解铝液,倒入熔化合金炉内,测量熔汤温度876℃,使用氮气和清渣剂喷吹至熔汤内部,清渣3min,扒静熔汤表面的浮渣,加入金属硅,使用底置式电磁搅拌器进行不间断的搅拌,同时点火升温50min,测量炉内熔汤温度1193℃,加入金属锰,电磁搅拌器再持续的搅拌10min后,测量炉内熔汤温度为1175℃后,加入重熔金属镁锭,使用底置式电磁搅拌器水平和垂直各搅拌10min,测量合金熔汤的温度控制在1173℃,使用氮气和精炼剂喷吹至合金熔汤内部,精炼5min,取样检测化学成分,根据检测分析结果进行添加元素的调整或者直接浇铸成型。
主要化学元素分析结果为:
制备实例2:
1、原材料配比
1)分析各种原材料的成分,金属硅中Si元素含量为99.1%,Fe元素含量为0.345%;电解重熔铝锭中Si元素含量为0.03%,Fe元素含量为0.12%;金属锰中Mn元素含量为98.8%,Fe元素含量为0.046%;重熔金属镁锭中Mg元素含量为99.2%,Fe元素含量为0.06%。
2)根据本发明设计的功能性高效复合母合金组元要求,计算各种原材料的加入量(以按照10000Kg炉料容积计算),考虑各种金属的烧损以及高浓度组元成分的局部偏析,各种金属添加量按照发明设计的功能性高效复合母合金成分组元的中上线计算理论添加量:电解重熔铝锭5770Kg,金属硅3840Kg,重熔金属镁锭123Kg,金属锰149Kg,总投料9882Kg。清渣剂12.5Kg,精炼剂12.5Kg,氮气4瓶。
2、制备方法
采用直接重熔电解重熔铝锭的方法进行生产。向熔炼炉内投入5770Kg的电解重熔铝锭,点火升温熔化190min,测量熔汤温度871℃,使用氮气和清渣剂喷吹至熔汤内部,清渣3min,扒静熔汤表面的浮渣,加入金属硅,使用底置式电磁搅拌器进行不间断的搅拌,同时点火升温55min,测量炉内熔汤温度1213℃,加入金属锰,电磁搅拌器再持续的搅拌10min后,测量炉内熔汤温度为1195℃后,加入重熔金属镁锭,使用底置式电磁搅拌器水平和垂直各搅拌10min,测量合金熔汤的温度控制在1190℃,使用氮气和精炼剂喷吹至合金熔汤内部,精炼5min,取样检测化学成分,根据检测分析结果进行添加元素的调整或者直接浇铸成型。
主要化学元素分析结果为:
使用实例
1、原材料配比
1)分析各种原材料的成分,360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,Si元素含量为38.47%,Fe元素为0.221%,Mg元素含量为1.25%,Mn元素含量为1.49%,电解铝液Si元素含量为0.03%,Fe元素含量为0.08%.
2)根据360Z.6材料铝合金组元成分要求,计算各种原材料的加入量(以按照50吨炉料容积计算),考虑各种金属的烧损,各种金属元素的含量控制在GB/T8733-2007铸造铝合金锭标准要求的中线要求,计算360Z.6铝合金功能性高效复合母合金以及电解铝液理论使用重量:360Z.6铝合金功能性高效复合母合金12510Kg,电解铝液37485Kg,总投料49940Kg,无钠精炼剂60Kg,氮气适量。
2、使用方法
采用直接电解铝液生产法。在合金炉内加入一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金10吨,再向合金炉内倒入电解铝厂产出的电解铝液,倒入前测量电解铝液转运包内的电解铝液温度为867℃。当电解铝液倒入合金炉内后,使用机械式搅拌装置,对合金炉内的熔汤进行搅拌10min,使加入的360Z.6铝合金功能性高效复合母合金全部熔化,测量合金炉内熔汤温度为678℃,点火升温30min,测量炉内熔汤温度为712℃,再次使用机械搅拌装置对炉内熔汤进行搅拌5min,根据《GB/T8733-2007铸造铝合金锭标准》360Z.6成分要求,从炉内熔汤取样检测360Z.6铝合金的成分,检测合格后,使用氮气和60Kg的精炼剂对炉内的360Z.6铝合金熔汤进行喷吹精炼15min,喷吹精炼完毕后,再次使用机械搅拌装置进行搅拌,并扒净熔汤表面的浮渣,测量炉内熔汤温度为685℃,静置20min,检查铸锭线,浇铸成型。
主要化学元素分析结果为:
从上述分析检测结果来看,各成分含量均达到《GB/T8733-2007铸造铝合金锭标准》360Z.6成分要求。
Claims (5)
1.一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,其主要成分范围为:Si元素含量16~50%,Mg元素含量为0.4~2.0%,Mn元素含量为:0.5~3.0%。
2.根据权利要求1所述的一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,由主料和辅料制成,主料为电解铝液、金属硅、重熔金属镁锭、金属锰、电解重熔铝锭;辅料为清渣剂、精炼剂、氮气。按照重量百分比合金组分为:金属硅中Si元素含量为98~99.5%,Fe元素含量为0.3~0.4%:电解铝液及电解重熔铝锭中Si元素含量为0.01~0.05%,Fe元素含量为0.03~0.13%;金属锰中Mn元素含量为98.5~99.5%,Fe元素含量为0.03~0.15%;重熔金属镁锭中Mg元素含量为98.5~99.6%,Fe元素含量为0.05~0.12%。
3.根据权利要求1所述的一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,其特征是:各种主料的投入重量(按照10000Kg炉料容积计算):电解铝液或电解重熔铝锭4500~8300Kg,金属硅1600~5000Kg,重熔金属镁锭40~200Kg,金属锰50~300Kg,清渣剂10~15Kg,精炼剂10~15Kg,氮气适量。
4.根据权利要求1所述的一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金的制备方法,其特征是:采用了直接使用电解铝液或重熔电解重熔铝锭的方法进行生产,从电解铝厂转运来的电解铝液或直接熔化的电解重熔铝锭温度850~870℃,使用氮气和清渣剂喷吹至熔汤内部,清渣3~5min,扒静熔汤表面的浮渣,加入金属硅,使用底置式电磁搅拌器进行不间断的搅拌,同时点火升温至1150~1250℃,加入金属锰,电磁搅拌器再持续的搅拌10min后,加入重熔金属镁锭,使用底置式电磁搅拌器水平和垂直各搅拌10min,测量合金熔汤的温度控制在1150~1250℃,使用氮气和精炼剂喷吹至合金熔汤内部,取样检测化学成分,根据检测分析结果进行添加元素的调整或者直接浇铸成型。
5.根据权利要求1所述的一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金,其特征使用方法(以50吨合金炉计算)为:在合金炉内加入一种360Z.6铝合金功能性高效复合母合金12.5吨,再向合金炉内倒入电解铝厂产出的840~870℃电解铝液37.5吨,使用机械式搅拌装置,对合金炉内的熔汤进行搅拌5~10min,测量合金炉内熔汤温度,点火升温,控制在740~770℃,取样检测360Z.6铝合金的成分,不合格根据产品标准要求进行成分能微调,合格后,使用氮气和50~75Kg的无钠精炼剂对炉内的360Z.6铝合金熔汤进行喷吹精炼,再次使用机械搅拌装置进行搅拌,并扒净熔汤表面的浮渣,调整温度至690~730℃进行浇铸。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510561093.XA CN105648244A (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510561093.XA CN105648244A (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105648244A true CN105648244A (zh) | 2016-06-08 |
Family
ID=56482050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510561093.XA Pending CN105648244A (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105648244A (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1810999A (zh) * | 2005-01-25 | 2006-08-02 | 不伦瑞克公司 | 微孔率降低的铝硅合金 |
CN101560620A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 沈阳工业大学 | 高强耐热过共晶铝硅合金及其制备方法 |
CN104480357A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-01 | 福州大学 | 一种高硅铝合金缸套及其制备方法 |
-
2015
- 2015-09-07 CN CN201510561093.XA patent/CN105648244A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1810999A (zh) * | 2005-01-25 | 2006-08-02 | 不伦瑞克公司 | 微孔率降低的铝硅合金 |
CN101560620A (zh) * | 2009-05-27 | 2009-10-21 | 沈阳工业大学 | 高强耐热过共晶铝硅合金及其制备方法 |
CN104480357A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-01 | 福州大学 | 一种高硅铝合金缸套及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
周忠德: "《宁波市首届学术大会论文集》", 30 September 2000, 宁波出版社 * |
杜科选等: "《铝电解和铝合金铸造生产与安全》", 31 May 2012, 冶金工业出版社 * |
沈宁福等: "《新编金属材料手册》", 31 January 2003, 机械工业出版社 * |
肖立隆等: "《铝合金铸造、挤压生产管棒型材》", 31 October 2013, 冶金工业出版社 * |
贾志宏等: "《新编铸造标准实用手册》", 31 July 2009, 化学工业出版社 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103205614B (zh) | 一种6063铝合金材料的生产工艺 | |
CN104532105B (zh) | 倾翻炉电铝热法制备钒铁的方法 | |
CN100525987C (zh) | 高强度铝合金焊丝及其制备方法 | |
CN102912158B (zh) | 一种利用钒精渣冶炼中钒铁的方法 | |
CN102140589B (zh) | 一种铝镁硅系铝合金的微合金化熔炼工艺 | |
CN102618738A (zh) | 一种铝硅中间合金的熔炼工艺 | |
CN105385866A (zh) | 一种铌铝合金的制备方法和*** | |
CN104789811A (zh) | 一种铝钛硼中间合金的制备方法 | |
CN104928533B (zh) | 用于非真空铸造的锌‑铜‑钛三元中间合金及其制备方法 | |
CN103572121A (zh) | 铝合金扁锭生产工艺 | |
CN106048270B (zh) | 一种制备稀土镁合金的方法 | |
CN105648301A (zh) | 一种42CrMo熔炼工艺 | |
CN105603257A (zh) | 高品质钛铁的生产方法 | |
CN105624481A (zh) | 一种降低成本及能耗的铝制品制备工艺 | |
CN102634821B (zh) | 一种铝锆钛合金电解生产工艺 | |
CN103741023A (zh) | 一种无磁钢的冶炼方法 | |
CN103173643A (zh) | 一种新型再生铝变质细化剂及利用该细化剂熔炼再生铝的方法 | |
CN102847898A (zh) | 一种电解铝液直接进行铸轧生产的方法 | |
CN105648245A (zh) | 一种轮毂原材料功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 | |
CN108660320A (zh) | 一种低铝高钛型高温合金电渣重熔工艺 | |
CN104313422A (zh) | 一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法 | |
CN112481526A (zh) | 铝硅合金棒的生产方法 | |
CN105648244A (zh) | 一种360z.6铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 | |
CN102796882B (zh) | 一种电渣钢残余铝的控制方法 | |
CN105648246A (zh) | 一种6系铝合金功能性高效复合母合金及其制备和使用方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160608 |