一種快速溶硅法生產(chǎn)6063鋁合金棒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬材料制備領(lǐng)域，涉及一種鋁合金型材的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鋁合金型材廣泛應(yīng)用于汽車、船舶、航空等領(lǐng)域，6063鋁合金主要合金元素為鎂與 硅，具有極佳的加工性能、優(yōu)良的可焊性、良好的抗腐蝕性及韌性，是典型的擠壓合金。6063 鋁合金傳統(tǒng)制配法是以中間合金的方式加入Al-Si中間合金錠，工藝雖然簡單，溶化效果 好，容易合金化，但是由于多了一道制作中間合金的工序，無疑加大了生產(chǎn)成本及環(huán)境成 本，而且增加了能耗。
[0003] 有部分廠家嘗試米用粉碎機(jī)將工業(yè)娃錠粉碎成大小不一的娃塊，然后按Si的含量 要求將硅顆粒直接加入熔融的鋁液中，攪拌，成本相對降低，但需嚴(yán)格控制硅顆粒的大小， 過大，需要充足的時間才能徹底溶解，過小，硅顆粒易發(fā)生氧化反應(yīng)，生成不溶的Si0 2粒子， 成為細(xì)小的夾雜物，這些夾雜物不但對產(chǎn)品的力學(xué)性能會產(chǎn)生影響，而且會縮短模具的壽 命，生產(chǎn)工藝苛刻。由于生產(chǎn)工藝問題，國內(nèi)大部分鋁合金生產(chǎn)廠家在制配6063鋁合金棒 時，依舊采用的是傳統(tǒng)的中間合金制配法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對6063鋁合金棒的生產(chǎn)方法，提供一種快速溶硅 法生產(chǎn)6063鋁合金棒的方法，在保證鋁合金棒材質(zhì)量的前提下，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，節(jié)能降 耗的目的。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0006] -種快速熔硅法生產(chǎn)6063鋁合金棒的方法，包括以下步驟。
[0007] (1)將固態(tài)電解鋁塊轉(zhuǎn)入熔煉爐，加入固態(tài)冷料，完成一次投料，開火熔煉。
[0008] (2)待步驟(1)的固態(tài)材料熔化后，加入工業(yè)硅塊進(jìn)行二次投料。
[0009] (3)按每噸鋁熔體重量加入1-1.5 Kg的鋁渣分離劑的比例，均勻撒入加入鋁渣分 離劑進(jìn)行打渣處理。
[0010] (4)調(diào)整鋁液溫度至720-740°C，關(guān)閉所有火槍，攪拌條件下，根據(jù)產(chǎn)品成分加入鎂 塊并外加10%燒損量，攪拌時間15-30min。
[0011] (5)加入精煉劑對鋁液進(jìn)行精煉處理，精煉溫度控制在730-740°C。
[0012] (6)取爐前樣分析并進(jìn)行成分微調(diào)。
[0013] (7)靜置20-30min。
[0014] (8)放水澆注鋁棒(放水時在線加入鋁鈦硼絲）。
[0015]步驟(1)所述的固態(tài)電解鋁塊，其A1化學(xué)成分質(zhì)量百分含量2 99.70%。
[0016]所述步驟（1)中的固態(tài)冷料為同種合金的鑄棒切頭、重熔鋁錠及同類合金的擠壓 型材(噴涂、氧化)廢料一種或幾種。固態(tài)冷料添加比例為電解鋁塊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的20-40%?？刂?熔煉溫度在740-770 °C之間。
[0017] 所述步驟(2)中按產(chǎn)品需要硅的成分配比投入工業(yè)硅塊，硅塊預(yù)先粉碎，顆粒尺寸 在20_30mm。
[0018] 所述步驟(5)中精煉為爐內(nèi)噴粉精煉，精煉溫度控制在730-740°C，精煉除氣必須 要三次，每次8-10min，不許留有死角，精煉劑用量為l-3Kg/T-Al (每噸鋁），精煉氣體為純度 之99.99%的氮氣。
[0019] 所述步驟(5)的精煉劑為HJ-J12型鋁合金變質(zhì)劑。
[0020] 所述步驟(6)成分分析采用直讀式光譜儀。
[0021] 本發(fā)明的技術(shù)效果。
[0022] 1、控制結(jié)晶硅的顆粒尺寸大小在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，防止細(xì)粉硅被氧化包裹在鋁水 中，或者硅顆粒難溶解而被夾雜，從而保證較熔硅時間短且實收率高。
[0023] 2、在二次投料時將結(jié)晶硅一同加入有足夠的預(yù)熱和溶解時間，并控制適當(dāng)?shù)娜蹮?溫度，對流、沖擊作用顯著，硅就可以快速溶解，且鋁液燒損較少。在生產(chǎn)中減少了攪拌次數(shù) 及在爐時間，降低了鋁業(yè)氧化、吸氫的時間和條件，最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量的目 的。整個熔煉過程耗時大大縮短，有效的節(jié)約燃料的用量。
[0024] 3、在加鎂和補(bǔ)料之間的工藝階段加適當(dāng)攪拌，使鎂和硅混合均勻，充分發(fā)生反應(yīng) 形成Mg 2Si強(qiáng)化相，促進(jìn)硅的溶解，獲得較高的實收率，后續(xù)的補(bǔ)料就越少(甚至無需補(bǔ)料）。 適當(dāng)延長攪拌時間，可提高實收率，但綜合考慮成本和安全因素，攪拌時間不宜過長。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明實施例1工藝流程圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明實施例1結(jié)晶硅顆粒圖。
[0027] 圖3為本發(fā)明實施例1鑄棒外觀質(zhì)量圖。
[0028] 圖4為本發(fā)明實施例1合金棒的低倍組織圖。
[0029]圖5為本發(fā)明實施例1中6063鑄態(tài)金相組織分析5%HF腐蝕微觀組織100 X金相 圖。
[0030]圖6為本發(fā)明實施例1中6063鑄態(tài)金相組織分析5%HF腐蝕微觀組織200 X金相 圖。
【具體實施方式】
[0031 ]初步設(shè)計新工藝流程為:配料、投料一加熱恪化一二次投料、加娃一加熱恪化一打 渣、耙渣一加鎂攪拌一精煉、耙渣一靜置取樣(不合格成分微調(diào))一成分合格一澆鑄鋁棒。簡 化工藝流程圖如圖1所示。
[0032] 首先，根據(jù)常規(guī)6063鋁合金性能要求(化學(xué)成份參考《JIS_H5302-2006》標(biāo)準(zhǔn)：Si : 0.20~0.6，Cu: <0.10，Mg: 0.45~0.9，MnSO.lO，F(xiàn)e<1.3，TiSO.lO，Ζη<0·10， Cr < 0.10，A1余量)制定配料單。實際投料比按《內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，即硅0.43%，鎂0.58%，其余 為純鋁錠。先用廢料型材鋪完爐底，加少量純鋁錠，開小火熔化(減少燒損），點火前必須將 爐門全部打開，待火勢正常后再關(guān)爐門，此時可開啟第二把火槍。待完全熔化后進(jìn)行二次投 料，根據(jù)料單將剩料投完，此時將工業(yè)硅塊一并投入，粉碎的結(jié)晶硅顆粒尺寸在20_30mm范 圍內(nèi)，如圖2所示，加熱升溫。
[0033]爐料全部熔化后，按每噸鋁熔體重量的.5kg均勻撒入鋁渣分離劑，然后進(jìn)行扒渣。 待鋁渣分離后，扒到爐門邊，待鋁液瀝盡后，扒出鋁渣，用專用推車送至炒鋁灰處處理。當(dāng)鋁 液溫度720 °C時，加入鎂錠，并用耙子將鎂錠壓入熔體中熔化，要邊加邊攪拌，攪拌時間為 20min