一种铝合金材料及其生产工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种铝合金材料及其生产工艺，所述铝合金材料中包括如下组分：铝、硅、铁、镁、锰、铜、锌和铅，其中，所述各组分的质量百分比为：硅：10.5‑11.8%，铁：0‑0.30%，镁：0.10‑0.25%，锰：0.10‑0.25%，铜：2.80‑3.25%，锌：0.10‑0.25%，铅：0‑0.20%，余量为铝和不可避免的杂质。将ZLD113铝合金的各组分质量比在国标的基础上进一步优化精细，能更加准确地限定判断出铝合金的抗拉强度、延伸和硬度等机械性能，便于实际生产生活中的应用，降低了使用中的安全隐患，采用本发明专利技术的生产工艺生产的铝合金，含杂率低，铝合金纯度高，经过多次取样检验，各组分质量百分比精确，针孔少，产品合格率高。

An Aluminum Alloy Material and Its Production Process

The present invention provides an aluminium alloy material and its production process. The aluminium alloy material includes the following components: aluminium, silicon, iron, magnesium, manganese, copper, zinc and lead. Among them, the mass percentage of each component is: silicon: 10.5 11.8%, iron: 0.30%, magnesium: 0.10 0.25%, manganese: 0.10 0.25%, copper: 2.80 3.25%, zinc: 0.10 0.25%, lead: 0.20%, surplus. For aluminium and unavoidable impurities. The quality of each component of ZLD113 aluminium alloy is further optimized and refined than that of the national standard, which can more accurately determine the mechanical properties of the aluminium alloy such as tensile strength, elongation and hardness, facilitate the practical application in production and life, and reduce the potential safety hazards in use. The aluminium alloy produced by the production process of the present invention has low impurity content, high purity of the aluminium alloy, and after a lot of processing. The sub-sampling test shows that the percentage of each component is accurate, the pinholes are few and the qualified rate of the product is high.

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金材料及其生产工艺
本专利技术涉及铝合金生产
，尤其涉及一种铝合金材料及其生产工艺。
技术介绍
目前，铝及铝合金材料的种类已达千种以上，常规使用的超过440种，用国际惯例表述则涵盖于1XXX系至9XXX系合金中。当然，很多新合金研制国会根据本国各自需求情况或是做预研或是做开发或是做应用定型。在铝合金冶炼行业中，随着有色金属价格的不断攀升和市场上充斥的很多废旧铝材，在民用铝合金行业大多采用再生铝合金作为铸造生产材料，如汽车配件行业、建材行业等等。现有技术的再生铸造铝合金锭的生产工艺如下：原料配比→原料预热→熔化→合金化→降温→除渣→除气→炉前检测及工艺调整→浇铸→最终检测→成品。随着科技的进步、经济的发展以及航空、航天、装备工业的需要和人民生活水平的提高，对铝合金在高强、高韧、高模、耐磨、耐蚀、耐疲劳、耐高温、耐低温、耐辐射、防火、防爆、易切割、易抛光、可表面处理、可焊接和超轻等方面有着更多的特性专项和综台性能的要求。ZLD113的成分：硅：9.6-12.0；铜：1.5-3.5；铁：≤1.2；镁：≤0.3；锌：≤1.0；锰：≤0.5；镍：≤0.5；锡：≤0.1；铅：≤0.1。由于各组分的范围较大，产出的ZLD113铝合金各种机械性能参差不齐，严重时会影响铝合金的机械性能，如抗拉强度、延伸和硬度等不能满足预期，在生产生活中存在大量隐患。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的。为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种铝合金材料，所述铝合金材料中包括如下组分：铝、硅、铁、镁、锰、铜、锌和铅，其中，所述各组分的质量百分比为：硅：10.5-11.8%，铁：0-0.30%，镁：0.10-0.25%，锰：0.10-0.25%，铜：2.80-3.25%，锌：0.10-0.25%，铅：0-0.20%，余量为铝和不可避免的杂质。优选地，所述各组分的质量百分比为：硅：11.0-11.6%，铁：0-0.28%，镁：0.16-0.23%，锰：0.12-0.23%，铜：2.95-3.10%，锌：0.1-0.25%，铅：0-0.2%，余量为铝和不可避免的杂质。一种铝合金材料的生产工艺，包括如下步骤：S1：配料：按质量百分比称取各组分原料后备用。S2：投料熔化：投料前先检测炉体是否正常，然后点火烘炉，将炉内温度升至600-700℃并保温2-5小时后方可投料；在投料前先将炉膛内的灰渣清理干净，然后将复合锭、无铁杂铝等烧损小材料首批投入炉内，待融化后加入合金压块、铝屑压块等纯铝材料，后续材料（铝屑）待炉内铝液升温至660—700℃分批加入，同时进行搅拌，直到搅拌成糊状开始升温至710±20℃并保持，根据炉内灰量适时加入打渣剂，进行扒灰操作；确保铝屑、压块等材料浸泡熔化以降低烧损。S3：取样检测：对步骤S2熔化的铝液进行预分析，先将熔化的铝液在炉内搅拌均匀，然后取样冷却，利用光谱仪进行检验，输出成分检验单进而输出预分析单，检测结果合格后，进入下一道工序，不合格进行调整。S4：合金化：根据预分析单和所述铝合金材料各组分质量百分比，计算需要添加的金属的重量和数量，添加完金属后将炉内温度升高至650-760℃进行合金化，合金化的时间需控制在100-150分钟，然后进行扒渣。S5：成分调整：对合金化后并经过扒渣的铝液再进行取样检测，输出检测单，根据各组分的配比再计算出经过合金化后缺少的金属的种类和数量并添加入炉并迅速搅拌。S6：温度调整：成分调整完成后对铝液温度进行调整，使铝液温度调整到735-745℃。S7：除渣精炼：首先按照炉内铝液的0.3%的比例加入精炼剂，然后控制精炼和变质温度控制在735-745℃搅拌铝液3-5分钟并静置3-5分钟使铝渣分离，然后进行扒渣直至目视铝液表面无明显浮渣。S8：除气精炼：利用氮气除气，先将除气温度控制在730-740℃，氮气压力控制在0.25-0.3Mpa，除气管口保持在距炉底10-15厘米处，0.3米/秒的速度匀速做纵向或横向移动，保证到达熔池的最边缘部位，移动保持20-30厘米间距，确保覆盖炉内整个熔池，不能留有死角，除气时间控制在10-40分钟直至合格。S9：炉前检测：先取样检测，根据炉前检测结果，用电脑配料计算相应重量的中间合金及纯金属或调整材料加入炉内，中间合金及纯金属投炉后，迅速用搅拌耙搅拌使其快速熔化，减少烧损；待铝液搅拌均匀后再取样检验，逐步进行调整直到成分和针孔合格；成分合格后取样冷却，对冷却后的铝样利用拉伸试验机进行机械性能检测；炉前检测每炉一次。S10：静置：静置时间控制在针孔合格后10分钟。S11：浇铸：浇筑前先安插过滤网，过滤网要平放封严，然后控制炉内温度在725-735℃，控制浇铸时间为2.2-3秒每锭，然后对铸造完成的铝锭进行刮脸，刮去表面氧化皮。S12：炉后检测：检查产品质量，确保满足要求。S13：码锭包装和检斤入库：利用外部设备将铝锭码成垛，称重入库。优选地，配料时原料选定后每种材料用量的计算方法为：总投料*目标含量/原材料中该元素含量*回收率。优选地，在配料时，一级回炉料（洗炉锭、样品锭、浇铸未成型锭）加入量不超过50%，质量较差的二级回炉料（铝渣回收锭、铝屑及放水锭）加入量不超过30%。优选地，取样检测前，先对铝液表面进行搅拌，然后对铝液底层进行搅拌，最后对铝液中层进行搅拌，搅拌时间控制在5-10分钟；搅拌完成后用取样勺伸至炉内中间液面以下15-25厘米进行取样；每炉所述铝合金材料在生产过程中需至少取样三次，分别在合金化前、合金化后以及浇铸前。优选地，合金化步骤中涉及熔硅操作，熔硅时间需控制在60-120分钟，以表面无未熔化的块状硅为准，熔硅温度控制在750-800℃。优选地，铸造完成后还需进行清炉作业，先用清炉铲将炉壁、炉脚积灰铲松动，然后将清渣剂均匀撒入炉池，，用扒灰耙将松动铝灰进行搅拌，使铝灰温度升至700—800℃后，用扒灰耙将铝灰扒入铝灰斗内，清炉完成。优选地，在刮脸操作中，表面氧化皮面积小于等于2平方厘米，且小于等于2平方厘米的块数不超过2块。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：将ZLD113铝合金的各组分质量比在国标的基础上进一步优化精细，能更加准确地限定判断出铝合金的抗拉强度、延伸和硬度等机械性能，便于实际生产生活中的应用，降低了使用中的安全隐患，采用本专利技术的生产工艺生产的铝合金，含杂率低，铝合金纯度高，经过多次取样检验，各组分质量百分比精确，针孔少，产品合格率高。具体实施方式为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。本专利技术一实施例提供了一种铝合金材料，所述铝合金材料中包括如下组分：铝、硅、铁、镁、锰、铜、锌和铅，其中，所述各组分的质量百分比为：硅：10.5-11.8%，铁：0-0.30%，镁：0.10-0.25%，锰：0.10-0.25%，铜：2.80-3.25%，锌：0.10-0.25%，铅：0-0.20%，余量为铝和不可避免的杂质。铝合金中硅的含量较高，硅和镁可组成强化相Mg2Si，镁的含量越高，Mg2Si的数量就越多，热处理强化效果就越大，型材的抗拉强度就越高，但变形抗力也随之增大，合金的塑性下降，加工性能变坏，耐蚀性变坏，所以控制镁的含量能适量提高铝合金的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料中包括如下组分：铝、硅、铁、镁、锰、铜、锌和铅，其中，所述各组分的质量百分比为：硅：10.5‑11.8%，铁：0‑0.30%，镁：0.10‑0.25%，锰：0.10‑0.25%，铜：2.80‑3.25%，锌：0.10‑0.25%，铅：0‑0.20%，余量为铝和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金材料，其特征在于：所述铝合金材料中包括如下组分：铝、硅、铁、镁、锰、铜、锌和铅，其中，所述各组分的质量百分比为：硅：10.5-11.8%，铁：0-0.30%，镁：0.10-0.25%，锰：0.10-0.25%，铜：2.80-3.25%，锌：0.10-0.25%，铅：0-0.20%，余量为铝和不可避免的杂质。2.如权利要求1所述的铝合金材料，其特征在于：所述各组分的质量百分比为：硅：11.0-11.6%，铁：0-0.28%，镁：0.16-0.23%，锰：0.12-0.23%，铜：2.95-3.10%，锌：0.1-0.25%，铅：0-0.2%，余量为铝和不可避免的杂质。3.一种如权利要求1-2中任意一项所述的铝合金材料的生产工艺，其特征在于：包括如下步骤：S1：配料：按质量百分比称取各组分原料后备用；S2：投料熔化：投料前先检测炉体是否正常，然后点火烘炉，将炉内温度升至600-700℃并保温2-5小时后方可投料；在投料前先将炉膛内的灰渣清理干净，然后将复合锭、无铁杂铝等烧损小材料首批投入炉内，待融化后加入合金压块、铝屑压块等纯铝材料，后续材料（铝屑）待炉内铝液升温至660—700℃分批加入，同时进行搅拌，直到搅拌成糊状开始升温至710±20℃并保持，根据炉内灰量适时加入打渣剂，进行扒灰操作；确保铝屑、压块等材料浸泡熔化以降低烧损；S3：取样检测：对步骤S2熔化的铝液进行预分析，先将熔化的铝液在炉内搅拌均匀，然后取样冷却，利用光谱仪进行检验，输出成分检验单进而输出预分析单，检测结果合格后，进入下一道工序，不合格进行调整；S4：合金化：根据预分析单和所述铝合金材料各组分质量百分比，计算需要添加的金属的重量和数量，添加完金属后将炉内温度升高至650-760℃进行合金化，合金化的时间需控制在100-150分钟，然后进行扒渣；S5：成分调整：对合金化后并经过扒渣的铝液再进行取样检测，输出检测单，根据各组分的配比再计算出经过合金化后缺少的金属的种类和数量并添加入炉并迅速搅拌；S6：温度调整：成分调整完成后对铝液温度进行调整，使铝液温度调整到735-745℃；S7：除渣精炼：首先按照炉内铝液的0.3%的比例加入精炼剂，然后控制精炼和变质温度控制在735-745℃搅拌铝液3-5分钟并静置3-5分钟使铝渣分离，然后进行扒渣直至目视铝液表面无明显浮渣；S8：除气精炼：利用氮气除气，先将除气温度控制在730-740℃，氮气压力控制在0.25-0.3Mpa，除气管口保持在距炉底10c-15厘米处，0.3米/...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓晓军，蒋冬晴，颜杰，何根付，
申请(专利权)人：江苏奋杰有色金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32