一种高强度铝合金的连续制备工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高强度铝合金的连续制备工艺及系统，制备工艺的具体步骤如下：(1)在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉加热熔化，加热炉内温度达到610～690℃时，将其转移至中间包内；(2)温度降低至580～600℃时，添加质量百分比为3～5‰的精炼剂，搅拌均匀，保温20～30分钟；(3)温度降低至550～570℃时，添加质量百分比为2～4‰的变质剂，充分搅拌，保温15～25分钟后扒去浮渣；(4)通入氩气，维持内部气压为0.01MPa，保温30～40分钟，除气完毕后静置孕育10～25分钟；(5)加热至800～820℃，均匀导入连铸机的结晶器，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯。本发明专利技术实现铝合金的连续生产，制备得到的铝合金力学性能佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种连续制备工艺，具体涉及一种高强度铝合金的连续制备工艺及系统。属于有色金属材料加工

技术介绍
纯铝的密度小，熔点低，具有很高的塑性，易于加工，可制成各种型材和板材，抗腐性能好，但是，纯铝的强度很低，不宜作为结构材料。通过长期的生产实践和科学实验，人们逐渐加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，这就得到了一系列的铝合金。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶以及化学工业中已大量应用。因此，如何得到一种力学性能佳的铝合金材料具有重要的实际意义和广阔的应用范围。另外，现有的铝合金制备工艺繁琐，不能实现铝合金的连续生产，严重影响了生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高强度铝合金的连续制备工艺。本专利技术还提供了该方法相应的连续制备系统。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种高强度铝合金的连续制备工艺，所述铝合金是由以下质量百分比的化学成分组成的：锰1～1.45％，镁0.25～0.38％，钛0.22～0.31％，硅0.01～0.02％，硼0.1～0.2％，钒0.08～0.15％，余量为铝及不可避免的杂质；具体步骤如下：(1)在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉加热熔化，加热炉内温度达到610～690℃时，将其转移至中间包内；(2)温度降低至580～600℃时，添加质量百分比为3～5‰的精炼剂，搅拌均匀，保温20～30分钟；(3)温度降低至550～570℃时，添加质量百分比为2～4‰的变质剂，充分搅拌，保温15～25分钟后扒去浮渣；(4)通入氩气，维持内部气压为0.01MPa，保温30～40分钟，除气完毕后静置孕育10～25分钟；(5)加热至800～820℃，均匀导入连铸机的结晶器，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯。优选的，步骤(1)中，所述加热炉为电阻加热炉或电磁感应加热炉。优选的，步骤(5)中，结晶器内部温度保持在730～760℃，电磁搅拌器的搅拌电流为20～100A，搅拌频率为5～100Hz，连铸机的连铸速度为30～800mm/min；冷却水温度为室温，流量为10～500L/min。一种高强度铝合金的连续制备系统，包括依次连接的加热炉、中间包和连铸机，所述中间包分别与精炼剂进料装置、变质剂进料装置以及氩气进气装置连接，所述连铸机包括结晶器，其与中间包的出口连接。优选的，所述加热炉内设有温度传感器Ⅰ，其与外部的显示装置Ⅰ无线通信，显示装置Ⅰ显示温度传感器Ⅰ监测到的加热炉内温度。优选的，所述中间包内设有温度传感器Ⅱ和气压传感器，其分别与外部的显示装置Ⅱ和显示装置Ⅲ无线通信，显示装置Ⅱ和显示装置Ⅲ分别显示温度传感器Ⅱ和气压传感器监测到的中间包内温度和压力。优选的，所述精炼剂进料装置、变质剂进料装置、氩气进气装置与中间包之间分别设有阀门Ⅰ、阀门Ⅱ、阀门Ⅲ，用于控制精炼剂、变质剂、氩气的进料/进气。进一步优选的，阀门Ⅰ与精炼剂进料装置之间设有进料流量计Ⅰ，阀门Ⅱ与变质剂进料装置之间设有进料流量计Ⅱ，便于控制精炼剂和变质剂的进料量。使用时，在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉加热熔化，温度传感器Ⅰ监测加热炉内温度，当温度达到610～690℃时，将其转移至中间包内；温度传感器Ⅱ监测中间包内温度，温度降低至580～600℃时，打开阀门Ⅰ，连通精炼剂进料装置与中间包，通过进料流量计Ⅰ控制，添加质量百分比为3～5‰的精炼剂，关闭阀门Ⅰ，搅拌均匀，保温20～30分钟；温度传感器Ⅱ监测中间包内温度，温度降低至550～570℃时，打开阀门Ⅱ，连通变质剂进料装置与中间包，通过进料流量计Ⅱ控制，添加质量百分比为2～4‰的变质剂，关闭阀门Ⅱ，充分搅拌，保温15～25分钟后扒去浮渣；打开阀门Ⅲ，连通氩气进气装置与中间包，通入氩气，通过气压传感器监测中间包内气压，维持内部气压为0.01MPa，关闭阀门Ⅲ，保温30～40分钟，除气完毕后静置孕育10～25分钟；温度传感器Ⅱ监测中间包内温度，加热至800～820℃，将所得熔体从中间包的出口均匀导入连铸机的结晶器，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯。本专利技术的有益效果：通过本专利技术的制备系统可以实现铝合金的连续生产，制备工艺简单，大大提高了生产效率。本专利技术制备得到的铝合金具有很高的屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度以及-60℃冲击韧性，力学性能佳，具有重要的实际意义。附图说明图1是本专利技术的连续制备系统结构示意图；其中，1为加热炉，2为中间包，3为连铸机，4为精炼剂进料装置，5为变质剂进料装置，6为氩气进气装置，7为阀门Ⅰ，8为阀门Ⅱ，9为阀门Ⅲ，10为结晶器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本专利技术，并不对其内容进行限定。实施例1：一种高强度铝合金的连续制备工艺，铝合金是由以下质量百分比的化学成分组成的：锰1％，镁0.25％，钛0.22％，硅0.01％，硼0.1％，钒0.08％，余量为铝及不可避免的杂质；具体步骤如下：(1)在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉1加热熔化，加热炉1内温度达到610℃时，将其转移至中间包2内；(2)温度降低至580℃时，添加质量百分比为3‰的精炼剂，搅拌均匀，保温20分钟；(3)温度降低至550℃时，添加质量百分比为2‰的变质剂，充分搅拌，保温15分钟后扒去浮渣；(4)通入氩气，维持内部气压为0.01MPa，保温30分钟，除气完毕后静置孕育10分钟；(5)加热至800℃，均匀导入连铸机3的结晶器10，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯；其中，结晶器10内部温度保持在730℃，电磁搅拌器的搅拌电流为20A，搅拌频率为5Hz，连铸机3的连铸速度为30mm/min；冷却水温度为室温，流量为10L/min。如图1所示，本专利技术的一种高强度铝合金的连续制备系统，包括依次连接的加热炉1、中间包2和连铸机3，中间包2分别与精炼剂进料装置4、变质剂进料装置5以及氩气进气装置6连接，连铸机3包括结晶器10，其与中间包2的出口连接。加热炉1内设有温度传感器Ⅰ，其与外部的显示装置Ⅰ无线通信，显示装置Ⅰ显示温度传感器Ⅰ监测到的加热炉1内温度。中间包2内设有温度传感器Ⅱ和气压传感器，其分别与外部的显示装置Ⅱ和显示装置Ⅲ无线通信，显示装置Ⅱ和显示装置Ⅲ分别显示温度传感器Ⅱ和气压传感器监测到的中间包2内温度和压力。精炼剂进料装置4、变质剂进料装置5、氩气进气装置6与中间包2之间分别设有阀门Ⅰ7、阀门Ⅱ8、阀门Ⅲ9，用于控制精炼剂、变质剂、氩气的进料/进气。阀门Ⅰ7与精炼剂进料装置4之间设有进料流量计Ⅰ，阀门Ⅱ8与变质剂进料装置5之间设有进料流量计Ⅱ，便于控制精炼剂和变质剂的进料量。使用时，在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉1加热熔化，温度传感器Ⅰ监测加热炉1内温度，当温度达到610℃时，将其转移至中间包2内；温度传感器Ⅱ监测中间包2内温度，温度降低至580℃时，打开阀门Ⅰ7，连通精炼剂进料装置4与中间包2，通过进料流量计Ⅰ控制，添加质量百分比为3‰的精炼剂，关闭阀门Ⅰ7，搅拌均匀，保温20分钟；温度传感器Ⅱ监测中间包2内温度，温度降低至550℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度铝合金的连续制备工艺，其特征在于，所述铝合金是由以下质量百分比的化学成分组成的：锰1～1.45％，镁0.25～0.38％，钛0.22～0.31％，硅0.01～0.02％，硼0.1～0.2％，钒0.08～0.15％，余量为铝及不可避免的杂质；具体步骤如下：(1)在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉加热熔化，加热炉内温度达到610～690℃时，将其转移至中间包内；(2)温度降低至580～600℃时，添加质量百分比为3～5‰的精炼剂，搅拌均匀，保温20～30分钟；(3)温度降低至550～570℃时，添加质量百分比为2～4‰的变质剂，充分搅拌，保温15～25分钟后扒去浮渣；(4)通入氩气，维持内部气压为0.01MPa，保温30～40分钟，除气完毕后静置孕育10～25分钟；(5)加热至800～820℃，均匀导入连铸机的结晶器，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯。

【技术特征摘要】
1.一种高强度铝合金的连续制备工艺，其特征在于，所述铝合金是由以下质量百分比的化学成分组成的：锰1～1.45％，镁0.25～0.38％，钛0.22～0.31％，硅0.01～0.02％，硼0.1～0.2％，钒0.08～0.15％，余量为铝及不可避免的杂质；具体步骤如下：(1)在惰性气体保护下，将配方量的化学成分置于加热炉加热熔化，加热炉内温度达到610～690℃时，将其转移至中间包内；(2)温度降低至580～600℃时，添加质量百分比为3～5‰的精炼剂，搅拌均匀，保温20～30分钟；(3)温度降低至550～570℃时，添加质量百分比为2～4‰的变质剂，充分搅拌，保温15～25分钟后扒去浮渣；(4)通入氩气，维持内部气压为0.01MPa，保温30～40分钟，除气完毕后静置孕育10～25分钟；(5)加热至800～820℃，均匀导入连铸机的结晶器，采用电磁搅拌方法进行半连续铸造，即得铝合金铸坯。2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金的连续制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，所述加热炉为电阻加热炉或电磁感应加热炉。3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金的连续制备工艺，其特征在于，步骤(5)中，结晶器内部温度保持在730～760℃，电磁搅拌器的搅拌电流为20～100A，搅拌频率为5～100Hz，连铸机的连铸速度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林曙光，王晓东，修志浩，
申请(专利权)人：南昌专腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36