【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，属于铝合金焊丝制备。
技术介绍
1、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，随着对产品轻量化的要求越来越高，铝合金在航空航天、武器装备、动车机组、新能源汽车、机械制造等行业得到了快速的发展。焊接是铝合金结构件或零部件连接组合的重要方式，在母材确定的前提下，铝合金产品的质量及性能主要取决于焊接工艺参数、焊接设备及焊丝的成分和性能。因此，对铝合金焊丝的成分和性能提出了更高的要求。
2、目前国内铝合金焊丝的制备方法主要有：立式半连续铸造-挤压法、连铸连轧法、水平连铸连拉法等。以上三种传统的制备方法均能够实现铝合金焊丝的工业化生产，但是仍然存在以下不足有待改进：一是设备投资大，占地面积大；二是工序多，生产周期长，能耗高；三是成品的质量不稳定，成型的焊缝质量不能满足实际应用要求。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，该含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，成本低、工艺简单、适用于工业生产。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，包括以下步骤：
4、1. 将al-re中间合金加工成屑状，除油烘干后用铝箔包装成袋。
5、上述步骤1中，al-re中间合金为al-（15～30）wt% re中间合金铸锭，稀土元素占总原料的比重为2.5～3.0 wt%。其中，al-re
6、2. 将sic加工成纳米颗粒状后，用铝箔包装成袋。
7、上述步骤2中，sic纳米颗粒，是利用高能球磨机或超声气流粉碎机对sic聚集体进行多级粉碎，最终获得粒径为1～5um的sic纳米颗粒。其中，sic聚集体占总原料的比重为2.5～3.0 wt%。
8、上述步骤1、2中，铝箔为0.025～0.05mm厚的铝箔。
9、上述步骤1、2中，每袋袋装铝箔的质量为0.25～1kg。
10、3. 按照铝合金焊丝成分及其质量百分比：mg 5.80～6.50%，mn 0.05～0.20%，cr0.10～0.35%，ti 0.05～0.20%，cu＜0.10%，zn＜0.10%，fe＜0.40%，余量为al料，称取各原料，其中，mg、mn、cr、ti为主要合金化元素，cu、zn、fe为杂质元素，要求被控制在所要求的范围内。
11、上述步骤3中的焊丝成分中金属元素加入熔炼炉的顺序为：纯al、al-cr中间合金、al-mn中间合金、al-ti中间合金、al-mg中间合金。
12、优选地，在本专利技术较佳实施例中，上述al-mg中间合金为al-20mg中间合金，al-mn中间合金为al-5mn中间合金，al-cr中间合金为al-5cr中间合金，al-ti中间合金为al-5ti中间合金。
13、4. 将上述步骤3中的各原料均匀混合，熔炼得到铝合金液，待混合物熔化后，加入精炼剂，得到熔融物；所述精炼剂与所述混合物的质量比为0.3～0.5:100。
14、上述步骤4中的精炼剂按重量百分比由42～47%的mgcl2，30～40%的kcl，3～6%的bacl2，3～5%的caf2，（nacl+cacl2）≤6%，mgo≤1.5%和不熔物≤1.5%混合，其中熔炼剂各原料组分的重量比百分数之和等于100%，精炼剂的使用量为铝合金液体重的1.5～4.5%，上述精炼剂为经预热处理的精炼剂，上述预热处理包括：在110～120℃下加热，直至所述精炼剂中的含水量在0.5%以下。
15、上述步骤4中的熔炼采用的设备为坩埚熔炼炉，熔炼温度为700～820℃。
16、5. 将熔融物升温至740～760℃，保温5～10min，然后通过钟罩压入法依次加入1/3～1/2的用铝箔包装成袋的al-re中间合金屑及sic纳米颗粒，距熔炼炉炉底80～120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5～10cm/s的速度搅拌1～2min。
17、6. 将熔融物再升温至740～760℃，采用钟罩压入法依次加入剩余的用铝箔包装成袋的al-re中间合金屑及sic纳米颗粒，距熔炼炉炉底80～120mm处，轻轻移动，待全部熔化，然后停炉以5～10cm/s的速度搅拌1～2min。
18、7. 在熔融物温度为740～760℃的条件下，利用除气机通入除气气体进行除气处理，利用测氢仪测量氢含量，当氢含量达到0.2ml/100gal以下时，停止除气并撇渣，然后在熔融铝液温度为720～740℃时，静置3～5min，进行扒渣浇铸，浇铸成直径8～20mm的棒状。
19、优选地，上述除气气体为氮气、惰性气体、氯气中的一种或多种，优选氮气与氯气按照体积比20～50:1的混合物。
20、上述除气机优选旋转除气机，包括通气塞和吹气管，通气塞与吹气管连接，所述通气塞的塞孔孔径为20～140um。
21、8. 将棒状的铝合金进行多道次冷拉拔，期间进行退火处理，直到得到直径为1.0～3.5mm的铝合金丝。
22、优选地，上述冷拉拔在拔丝机上进行加工，上述退火制度为（420～475）℃下退火6～24h，上述拉拔道次为9～23道次。
23、9. 将制得的铝合金丝进行刮削光亮化处理，表面处理，直到得到直径为0.8～3.2mm的含稀土及sic的铝合金焊丝。
24、上述步骤9中的表面处理分为酸洗、表面抛光和钝化三道工序。
25、相对于现有技术，本专利技术包括以下有益效果：将al-re中间合金铸锭加工成屑状，将sic聚集体加工成纳米颗粒，二者作为铝合金焊丝中的强化相，配以精炼剂，简化了制备工艺，节约了成本，稀土元素的加入可以提高铝合金的性能，降低氧化夹杂、使第二相均匀析出，进一步提高铝熔体质量，减少铝合金的气孔，解决在焊接过程中出现的焊缝热开裂、焊缝强度低以及焊缝稳定性差的问题，同时提升了铝焊丝的强韧性、耐蚀性、热加工性能的综合性能；sic纳米颗粒的加入可以提高铝合金的强度和刚度；金属元素以中间合金的形式加入，降低了熔炼炉的加热温度，降低了对设备的要求，降低了能耗，节约了生产成本，缩短了生产周期，本专利技术制备的含稀土及sic的铝合金焊丝市场应用前景广阔。
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1.一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中所述的Al-RE中间合金，为Al-（15～30）wt% RE中间合金铸锭，稀土元素占总原料的比重为2.5～3.0 wt%；所述的Al-RE中间合金为Al-La中间合金和/或Al-Ce中间合金；当所述Al-RE中间合金为Al-La中间合金和Al-Ce中间合金的混合物时，Al-La中间合金和Al-Ce中间合金的质量比为1:1。
3.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中所述的SiC纳米颗粒，是利用高能球磨机或超声气流粉碎机对SiC聚集体进行多级粉碎，最终获得粒径为1～5um的SiC纳米颗粒，占总原料的比重为2.5～3.0 wt%。
4.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）、（2）中所述的铝箔，为0.025～0.05mm厚的铝箔；所述的每袋袋装铝箔的质量为0.25～1kg。
5.如权利要求1所
6.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的精炼剂按重量百分比由42～47%的MgCl2，30～40%的KCl，3～6%的BaCl2，3～5%的CaF2，（NaCl+CaCl2）≤6%，MgO≤1.5%和不熔物≤1.5%混合，其中熔炼剂各原料组分的重量比百分数之和等于100%，精炼剂的使用量为金属熔体重的1.5～4.5%，所述精炼剂为经预热处理的精炼剂，所述预热处理包括：在110～120℃下加热，直至所述精炼剂中的含水量在0.5%以下。
7.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中的熔炼采用的设备为坩埚熔炼炉，熔炼温度为700～820℃。
8.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述步骤（7）中所述的除气气体为氮气、惰性气体、氯气中的一种或多种；所述的除气机包括通气塞和吹气管，所述通气塞与所述吹气管连接，所述通气塞的塞孔孔径为20～140um。
9.如权利要求1所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（8）中的退火制度为420～475℃下退火6～24h。
10.如权利要求6所述的一种含稀土及SiC的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的Al-Mg中间合金为Al-20Mg中间合金，Al-Mn中间合金为Al-5Mn中间合金，Al-Cr中间合金为Al-5Cr中间合金，Al-Ti中间合金为Al-5Ti中间合金。
...【技术特征摘要】
1.一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中所述的al-re中间合金，为al-（15～30）wt% re中间合金铸锭，稀土元素占总原料的比重为2.5～3.0 wt%；所述的al-re中间合金为al-la中间合金和/或al-ce中间合金；当所述al-re中间合金为al-la中间合金和al-ce中间合金的混合物时，al-la中间合金和al-ce中间合金的质量比为1:1。
3.如权利要求1所述的一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中所述的sic纳米颗粒，是利用高能球磨机或超声气流粉碎机对sic聚集体进行多级粉碎，最终获得粒径为1～5um的sic纳米颗粒，占总原料的比重为2.5～3.0 wt%。
4.如权利要求1所述的一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）、（2）中所述的铝箔，为0.025～0.05mm厚的铝箔；所述的每袋袋装铝箔的质量为0.25～1kg。
5.如权利要求1所述的一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中的焊丝成分中金属元素加入熔炼炉的顺序为：纯al、al-cr中间合金、al-mn中间合金、al-ti中间合金、al-mg中间合金。
6.如权利要求1所述的一种含稀土及sic的铝合金焊丝制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱瑶，王耀武，黑玉龙，刘炳鑫，殷嘉源，黄颖，胡宏亮，孙立波，孙艳龙，宁瑞明，马春超，詹俊宇，王璇，
申请(专利权)人：齐齐哈尔和平重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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