一種鋁鐵合金絲的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁鐵合金絲的制備工藝，所述鋁鐵合金絲通過在合金絲的外表面包覆純鋁制得，所述合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁：40-60%，鐵：35-55%，碳：0.15-0.2%，硅：0.15-0.2%，磷：0.02-0.03%，硫：0.03-0.04%，銅：0.04-0.05%，鈰：3.0-5.0%，氫≤1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)；本發(fā)明所設(shè)計的一種鋁鐵合金絲的制備工藝能夠大大提高質(zhì)量，整個工藝簡單易于實施，且提高鋁的收得率。
【專利說明】—種鋁鐵合金絲的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋁鐵合金絲的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，大部分鋼種的鋁鐵合金液脫氧采用鋁鐵合金脫氧劑，因此在鋁鐵合金生產(chǎn)過程中若不嚴(yán)格控制N、O的含量，煉鋼時就會帶入到鋁鐵合金液脫氧過程中，對鋁鐵合金液的冶煉造成不良影響，最終導(dǎo)致鋼材N、O含量超標(biāo)，大大降低鋼材的質(zhì)量。
[0003]隨著磷、硫在鋼中的含量不斷下降，氮、氧對鋼的危害則愈加顯現(xiàn)出來，因此一些潔凈鋼要求全面降低鋼中的P、s及N、0元素的含量，由于鋼中氫的含量過高易至裂，氮的含量過高易發(fā)脆，氧的含量與鋼中夾雜物的含量有緊密關(guān)系，因此在分析鋼的缺陷時，限制N、O元素的含量已形成業(yè)界共識并經(jīng)過實踐驗證，而鋼中N、0元素的含量的主要來源于廢鋼、鐵水、造渣劑等因素外還與鐵合金有著重要關(guān)系。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種能夠大大提高質(zhì)量，整個工藝簡單易于實施，且提高鋁的收得率的鋁鐵合金絲的制備工藝。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種鋁鐵合金絲的制備工藝，鋁鐵合金絲通過在合金絲的外表面包覆純鋁制得，合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:40-60%，鐵:35-55%,碳:0.15-0.2%,硅:0.15-0.2%,磷:0.02-0.03%,硫:0.03-0.04%,銅:0.04-0.05%,鈰:3.0-5.0%，氫≤1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)，鋁鐵合金絲的具體制備方法如下:
[0006]步驟(1):將廢鋼去除油污，并與直接還原鐵按6:2在電爐內(nèi)熔化成鋁鐵合金液，向鋁鐵合金液中加入渣料進行除氧精煉，其中渣料加入量為1.65-1.75Kg/噸鋁鐵合金液，精煉時間控制為22-38min，精煉溫度控制為1450_1480°C，控制堿度為2.8-3.1 ；
[0007]步驟(2):向步驟(1)精煉后的鋁鐵合金液中加入熱鋁料與稀土粉末進行混合，控制鋁鐵合金液溫度為800-910°C，同時向冶金設(shè)備底部吹干燥的氬氣，對鋁鐵合金液進行充分?jǐn)嚢?，從而以除去鋁鐵合金液內(nèi)的氫、氮氣體和氧化物夾雜；
[0008]步驟(3):在結(jié)晶器內(nèi)采用熔渣表面覆蓋澆注，并靜置6秒以上至鋁鐵合金液完全凝固，對凝固后的鋁鐵合金再通過深井鑄造方式澆注成鋁鐵合金棒，并冷卻至室溫；
[0009]步驟(4):將步驟(3)得到的鋁鐵合金棒進爐加熱至880±10°C并保溫360分鐘，空冷至300± 10°C保溫180分鐘，然后再加熱至600± 15°C保溫650分鐘，爐冷至360±20°C出爐空冷；
[0010]步驟(5):將步驟(4)中空冷后的鋁鐵合金棒放入360~440°C的電爐內(nèi)加熱4~8個小時并同時進行均勻化處理，對均勻化處理后的鋁鐵合金棒用擠壓機在380~420°C下進行熱擠壓處理，使其通過圓形模具從而形成直徑5~8_的鋁鐵合金粗線坯；
[0011]步驟(6):將步驟(5)中直徑5~8mm的鋁鐵合金粗線坯在真空退火爐內(nèi)以180~280°C退火1.5~2小時后再次進行拉拔處理，首先，將退火處理后的鋁鐵合金粗線坯冷卻至25~28°C，并將其拉伸至直徑4.5mm~6.5mm的得到線材，然后再在真空退火爐內(nèi)以180~280°C進行退火,冷卻至25~28°C后，再將直徑4.5mm~6.5mm的線材拉伸至直徑
3.5mm~5.0mm的線材,最后在真空退火爐內(nèi)進行以180~280°C進行第三次退火處理,冷卻至25~28°C后將直徑3.5mm~5.0mm的線材拉伸至直徑1.8~3.0mm半成品；
[0012]步驟(7):對步驟(6)中得到的半成品進行正火處理，并將正火處理后的半成品伸入線材進入連續(xù)擠壓包覆機的一端，并從連續(xù)擠壓包覆機的另一端伸入電工鋁桿，連續(xù)擠壓包覆機擠壓電工鋁桿，并將擠壓出的鋁包覆在預(yù)處理線材的表面，即得到鋁鐵合金絲。
[0013]本發(fā)明進一步限定的技術(shù)方案是:
[0014]進一步的，前述的鋁鐵合金絲的制備工藝，鋁鐵合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:40%,鐵:35%,碳:0.15%,硅:0.15%,磷:0.02%,硫:0.03%,銅:0.04%,鈰:3.0%,氫(1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)。
[0015]前述的鋁鐵合金絲的制備工藝，鋁鐵合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:60%，鐵:55%,碳:0.2%,硅:0.2%,磷:0.03%,硫:0.04%,銅:0.05%,鈰:5.0%,氫≤ 1.8PPm,氮(75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)。
[0016]前述的鋁鐵合金絲的制備工藝，步驟(2)中吹氬壓力為0.16-0.18Mpa，流量控制為35-45L/min，吹氬時間控制為12_18min。
[0017]前述的鋁鐵合金絲的制備工藝，步驟(7)中正火處理加熱溫度為885°C，連續(xù)擠壓包覆機在包覆過程中其膜內(nèi)的溫度為500°C，壓力為80Mpa，包覆速度為160米/分鐘。
[0018]前述的鋁鐵合金絲的制備工藝，步驟(3)中冷卻至室溫的過程為先進行水冷，再進行空冷，水冷的時間t按照經(jīng)驗公式按t=H*D計算，其中，合金鋼系數(shù)H為0.18-0.2s/mm,D為招鐵合金棒的直徑,D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒,空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:
[0020]1.本發(fā)明在現(xiàn)有鋁鐵合金冶金工藝的基礎(chǔ)上增加特定限定條件的工藝來除去鋁鐵合金液中N、0元素，并通過對工藝中的相關(guān)參數(shù)進行精確控制，從而得到該N、0元素的含量極低的鋁鐵合金，使得使用該鋁鐵合金的鋼材質(zhì)量大大提高，且整個工藝簡單易于實施與單純采用金屬鋁相比較，可提高鋁的收得率，降低噸鋼消耗成本；
[0021]2.本發(fā)明將稀土元素作為冶金生產(chǎn)中合金元素添加使用，可明顯改善金屬坯材的晶型結(jié)構(gòu)，使之堅韌，冷加工性能改善，能夠最大限度地獲得稀土元素收得率，并使其在鋼中均勻分布，明顯提高連鑄坯質(zhì)量；
[0022]3.本發(fā)明中將“鋁鐵合金棒進爐加熱至880±10°C并保溫360分鐘，空冷至300± 10°C保溫180分鐘，然后再加熱至600± 15°C保溫650分鐘，爐冷至360±20°C出爐空冷”從而保證坯料氫含量在2.0ppm以下的前提下，進一步降低氫的含量，防止坯料產(chǎn)生白點裂紋和熱處理應(yīng)力誘發(fā)氫致裂紋及氫致延遲滯后裂紋；
[0023]4.本發(fā)明中利用所述水冷/空冷間歇淬火工藝進行調(diào)質(zhì)熱處理，通過水冷/空冷三次循環(huán)間歇淬火，最大限度地防止了淬火開裂和內(nèi)裂，同時也獲得均勻細(xì)小淬火，降低淬火溫度可有效地防止鋁鐵合金棒淬裂傾向；
[0024]同時可以使碳化物進一步充分溶解，均勻擴散，避免了碳化物在晶間的析出造成晶間腐蝕和點蝕超標(biāo)，保證了材料的鐵素體含量在35%左右,可以進一步使材料固溶充分，避免了熱處理方式加熱不均，固溶不均帶來的腐蝕速率超標(biāo)和硬度超標(biāo)，鞏固了前面冶煉后熱處理工藝產(chǎn)生的技術(shù)效果；
[0025]5.本發(fā)明中在鋁鐵合金絲表面覆蓋了一層高純鋁，絞和穩(wěn)定化處理后形成成品鋁鐵合金絲，不僅具有高強度，低松弛的特點，同時大大的提高了鋁鐵合金絲的耐腐蝕性能，延長了產(chǎn)品的使用壽命。
【具體實施方式】
[0026]實施例1
[0027]本實施例提供了一種鋁鐵合金絲的制備工藝，鋁鐵合金絲通過在合金絲的外表面包覆純鋁制得，合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:40%，鐵:35%，碳:0.15%，硅:0.15%，磷:
0.02%，硫:0.03%，銅:0.04%，鈰:3.0%，氫≤ 1.8PPm，氮≤ 75PPm，氧≤ 18PPm，其余為雜質(zhì)，鋁鐵合金絲的具體制備方法如下:
[0028]步驟(1):將廢鋼去除油污，并與直接還原鐵按6:2在電爐內(nèi)熔化成鋁鐵合金液，向鋁鐵合金液中加入渣料進行除氧精煉，其中渣料加入量為1.65Kg/噸鋁鐵合金液，精煉時間控制為22min，精煉溫度控制為1450°C，控制堿度為2.8 ；
[0029]步驟(2):向步驟(1)精煉后的鋁鐵合金液中加入熱鋁料與稀土粉末進行混合，控制鋁鐵合金液溫度為800°C，同時向冶金設(shè)備底部吹干燥的氬氣，對鋁鐵合金液進行充分?jǐn)嚢瑁瑥亩猿ヤX鐵合金液內(nèi)的氫、氮氣體和氧化物夾雜，吹氬壓力為0.16Mpa，流量控制為35L/min,吹気時間控制為12min ；
[0030]步驟(3):在結(jié)晶器內(nèi)采用熔渣表面覆蓋澆注，并靜置6秒以上至鋁鐵合金液完全凝固，對凝固后的鋁鐵合金再通過深井鑄造方式澆注成鋁鐵合金棒，并冷卻至室溫，冷卻至室溫的過程為先進行水冷，再進行空冷，水冷的時間t按照經(jīng)驗公式按t=H*D計算，其中，合金鋼系數(shù)H為0.18-0.2s/mm, D為招鐵合金棒的直徑，D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2 ；
[0031]步驟(4):將步驟(3)得到的鋁鐵合金棒進爐加熱至870°C并保溫360分鐘，空冷至290°C保溫180分鐘，然后再加熱至585°C保溫650分鐘，爐冷至340°C出爐空冷；
[0032]步驟(5):將步驟(4)中空冷后的鋁鐵合金棒放入360°C的電爐內(nèi)加熱4~8個小時并同時進行均勻化處理，對均勻化處理后的鋁鐵合金棒用擠壓機在380°C下進行熱擠壓處理，使其通過圓形模具從而形成直徑5_的鋁鐵合金粗線坯；
[0033]步驟(6):將步驟(5)中直徑5mm的鋁鐵合金粗線坯在真空退火爐內(nèi)以180°C退火
1.5~2小時后再次進行拉拔處理，首先，將退火處理后的鋁鐵合金粗線坯冷卻至25°C，并將其拉伸至直徑4.5_的得到線材，然后再在真空退火爐內(nèi)以180°C進行退火，冷卻至25°C后，再將直徑4.5mm的線材拉伸至直徑3.5mm的線材，最后在真空退火爐內(nèi)進行以180°C進行第三次退火處理，冷卻至25°C后將直徑3.5mm的線材拉伸至直徑1.8mm半成品；
[0034]步驟(7):對步驟(6)中得到的半成品進行正火處理，并將正火處理后的半成品伸入線材進入連續(xù)擠壓包覆機的一端，并從連續(xù)擠壓包覆機的另一端伸入電工鋁桿，連續(xù)擠壓包覆機擠壓電工鋁桿，并將擠壓出的鋁包覆在預(yù)處理線材的表面，正火處理加熱溫度為885°C，連續(xù)擠壓包覆機在包覆過程中其膜內(nèi)的溫度為500°C，壓力為80Mpa，包覆速度為160米/分鐘，即得到鋁鐵合金絲。[0035]實施例2
[0036]本實施例提供了一種鋁鐵合金絲的制備工藝，鋁鐵合金絲通過在合金絲的外表面包覆純鋁制得，合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:60%，鐵:55%，碳:0.2%，硅:0.2%，磷:
00.03%，硫:0.04%，銅:0.05%，鈰:5.0%，氫≤ 1.8PPm，氮≤ 75PPm，氧≤ 18PPm，其余為雜質(zhì)，鋁鐵合金絲的具體制備方法如下:
[0037]步驟(1):將廢鋼去除油污，并與直接還原鐵按6:2在電爐內(nèi)熔化成鋁鐵合金液，向鋁鐵合金液中加入渣料進行除氧精煉，其中渣料加入量為1.75Kg/噸鋁鐵合金液，精煉時間控制為38min，精煉溫度控制為1480°C，控制堿度為3.1 ；
[0038]步驟(2):向步驟(1)精煉后的鋁鐵合金液中加入熱鋁料與稀土粉末進行混合，控制鋁鐵合金液溫度為910°C，同時向冶金設(shè)備底部吹干燥的氬氣，對鋁鐵合金液進行充分?jǐn)嚢?，從而以除去鋁鐵合金液內(nèi)的氫、氮氣體和氧化物夾雜，吹氬壓力為0.18Mpa，流量控制為45L/min,吹気時間控制為18min ；
[0039]步驟(3):在結(jié)晶器內(nèi)采用熔渣表面覆蓋澆注，并靜置6秒以上至鋁鐵合金液完全凝固，對凝固后的鋁鐵合金再通過深井鑄造方式澆注成鋁鐵合金棒，并冷卻至室溫，冷卻至室溫的過程為先進行水冷，再進行空冷，水冷的時間t按照經(jīng)驗公式按t=H*D計算，其中，合金鋼系數(shù)H為0.18-0.2s/mm, D為招鐵合金棒的直徑，D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻時間的1/2 ；
[0040]步驟(4):將步驟(3)得到的鋁鐵合金棒進爐加熱至890°C并保溫360分鐘，空冷至300±10°C保溫180分鐘，然后再加熱至615°C保溫650分鐘，爐冷至380°C出爐空冷；
[0041]步驟(5):將步驟(4)中空冷后的鋁鐵合金棒放入440°C的電爐內(nèi)加熱4~8個小時并同時進行均勻化處理，對均勻化處理后的鋁鐵合金棒用擠壓機在420°C下進行熱擠壓處理，使其通過圓形模具從而形成直徑8_的鋁鐵合金粗線坯；
[0042]步驟(6):將步驟(5)中直徑8_的鋁鐵合金粗線坯在真空退火爐內(nèi)以280°C退火
1.5~2小時后再次進行拉拔處理，首先，將退火處理后的鋁鐵合金粗線坯冷卻至28°C，并將其拉伸至直徑6.5mm的得到線材，然后再在真空退火爐內(nèi)以280°C進行退火，冷卻至28°C后，再將直徑6.5mm的線材拉伸至直徑5.0mm的線材，最后在真空退火爐內(nèi)進行以280°C進行第三次退火處理，冷卻至28°C后將直徑5.0mm的線材拉伸至直徑3.0mm半成品；
[0043]步驟(7):對步驟(6)中得到的半成品進行正火處理，并將正火處理后的半成品伸入線材進入連續(xù)擠壓包覆機的一端，并從連續(xù)擠壓包覆機的另一端伸入電工鋁桿，連續(xù)擠壓包覆機擠壓電工鋁桿，并將擠壓出的鋁包覆在預(yù)處理線材的表面，正火處理加熱溫度為885°C，連續(xù)擠壓包覆機在包覆過程中其膜內(nèi)的溫度為500°C，壓力為80Mpa，包覆速度為160米/分鐘，即得到鋁鐵合金絲。
[0044]除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于:所述鋁鐵合金絲通過在合金絲的外表面包覆純鋁制得，所述合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:40-60%，鐵:35-55%，碳:0.15-0.2%,硅:0.15-0.2%,磷:0.02-0.03%,硫:0.03-0.04%,銅:0.04-0.05%,鈰:.3.0-5.0%，氫≤1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)；所述鋁鐵合金絲的具體制備方法為: 步驟(1):將廢鋼去除油污，并與直接還原鐵按6:2在電爐內(nèi)熔化成鋁鐵合金液，向所述鋁鐵合金液中加入渣料進行除氧精煉，其中渣料加入量為1.65-1.75Kg/噸鋁鐵合金液，精煉時間控制為22-38min，精煉溫度控制為1450_1480°C，控制堿度為2.8-3.1 ； 步驟(2):向步驟(1)精煉后的鋁鐵合金液中加入熱鋁料與稀土粉末進行混合，控制鋁鐵合金液溫度為800-910°C，同時向冶金設(shè)備底部吹干燥的氬氣，對所述鋁鐵合金液進行充分?jǐn)嚢?，從而以除去鋁鐵合金液內(nèi)的氫、氮氣體和氧化物夾雜； 步驟(3):在結(jié)晶器內(nèi)采用熔渣表面覆蓋澆注，并靜置6秒以上至鋁鐵合金液完全凝固，對凝固后的鋁鐵合金再通過深井鑄造方式澆注成鋁鐵合金棒，并冷卻至室溫； 步驟(4):將步驟(3)得到的鋁鐵合金棒進爐加熱至880±10°C并保溫360分鐘，空冷至300± 10°C保溫180分鐘，然后再加熱至600± 15°C保溫650分鐘，爐冷至360±20°C出爐空冷； 步驟(5):將步驟(4)中空冷后的鋁鐵合金棒放入360~440°C的電爐內(nèi)加熱4~8個小時并同時進行均勻化處理，對均勻化處理后的鋁鐵合金棒用擠壓機在380~420°C下進行熱擠壓處理，使其通過圓形模具從而形成直徑5~8_的鋁鐵合金粗線坯； 步驟(6):將步驟(5)中直徑5~8mm的鋁鐵合金粗線坯在真空退火爐內(nèi)以180~280°C退火1.5~2小時后再次進行拉拔處理，首先，將退火處理后的鋁鐵合金粗線坯冷卻至25~28°C，并將其拉伸至直徑4.5mm~6.5mm的得到線材，然后再在真空退火爐內(nèi)以180~280°C進行退火,冷卻至25~28°C后，再將直徑4.5mm~6.5mm的線材拉伸至直徑.3.5mm~5.0mm的線材,最后在真空退火爐內(nèi)進行以180~280°C進行第三次退火處理,冷卻至25~28°C后將直徑3.5mm~5.0mm的線材拉伸至直徑1.8~3.0mm半成品； 步驟(7):對步驟(6)中得到的半成品進行正火處理，并將正火處理后的半成品伸入線材進入連續(xù)擠壓包覆機的一端，并從連續(xù)擠壓包覆機的另一端伸入電工鋁桿，連續(xù)擠壓包覆機擠壓電工鋁桿，并將擠壓出的鋁包覆在預(yù)處理線材的表面，即得到鋁鐵合金絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于，所述鋁鐵合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:40%，鐵:35%，碳:0.15%，硅:0.15%，磷:0.02%,硫:0.03%,銅:.0.04%，鈰:3.0%，氫≤1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于，所述鋁鐵合金絲的重量百分比化學(xué)成分為鋁:60%，鐵:55%，碳:0.2%，硅:0.2%，磷:0.03%，硫:0.04%，銅:0.05%,鈰:5.0%，氫≤1.8PPm，氮≤75PPm，氧≤18PPm，其余為雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項權(quán)利要求所述的鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于，步驟(2)中吹氬壓力為0.16-0.18Mpa，流量控制為35_45L/min，吹氬時間控制為12-18min。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于，步驟(7)中正火處理加熱溫度為885°C，連續(xù)擠壓包覆機在包覆過程中其膜內(nèi)的溫度為500°C，壓力為80Mpa，包覆速度為160米/分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁鐵合金絲的制備工藝，其特征在于，步驟(3)中冷卻至室溫的過程為先進行水冷，再進行空冷，水冷的時間t按照經(jīng)驗公式按t=H*D計算，其中，合金鋼系數(shù)H為0.18-0.2s/mm, D為招鐵合金棒的直徑,D的單位為mm, t為淬火水冷時間，t的單位為秒，空冷淬火的時間為水冷卻`時間的1/2。
【文檔編號】C22C1/02GK103695724SQ201310689125
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】黃正君, 黃澤銘, 瞿幼中, 徐玉林, 孫錦榮 申請人:江蘇正達爐料有限公司