—种7005绍合金的制作工艺
技术领域
[0001] 本
发明涉及
铝合金材料技术领域,特别是
一种7005铝合金的制作工艺。
背景技术
[0002] 7005合金是美国铝合金标准中的合金,属于Al-Zn-Mg系合金。由于其强度高、
焊接性能好、可
热处理强化,因而用来
挤压成型材,制作高强度、高韧性的焊接结构受
力件,如轨道交通车辆的牵引梁、车架枕梁、端面梁、桁架、杆件、容器、大型
热交换器以及焊接后不能进行
固溶热处理的部件等。还可以制作体育
自行车、
网球拍和垒球棒。因而
质量要求苛刻。
[0003] 但是在
铸锭的生产中由于受多方面的条件影响,偶尔会出现
羽毛状晶的
缺陷,因羽毛状晶有粗大平直的晶轴,力学性能具有很强的
各向异性,不仅破坏了工艺性能,而且还会较大幅度降低制品 的力学性能。经过反复研究,发现产生羽毛状晶的主要原因是该合金中含有0.1-0.2%的Zr。合金中加入Zr的目的是为了改善制品的焊接性能和细化
焊缝的组织,但加入Zr也带来了一些负面影响。Zr会对添加到熔体中的Al-T1-B丝的细化效果造成一定的不良影响,会在其中起细化作用的TiB2表面形成一层ZrB2或Zr的包覆层,从而抑制了 TiB2细化晶粒的特性。此外Zr还会置换TiAl3中一些Ti形成(Til-XZrx) Al3类型的三元
固溶体,改变了其晶格常数和TiAl3的形核特性,而且随着Zr含量的增加而使晶粒粗化,这是由于在形成的三元相中Zr的摩尔份额增加,而降低了 TiAl3的细化能力。因此Zr的加入量不合适会导致Al-T1-B对铸锭的细化效果减弱或失效,形成了铸锭中产生粗晶、柱状晶和羽毛状晶的条件;根据in书结晶理论一般冷却度小,所得到的组织是粗大的等轴晶,但在冷却速度较大时,特别是接近或超过100°C /s也会出现柱状晶或羽毛状晶;在
铸造速度降低时,会使冷却强度加大,也能形成柱状晶的生成条件,有时也会出现羽毛状晶;熔体
过热或局部过热或熔体在炉内
停留时间过长,会造成熔体中的自发形核粒子减少或失去活性,此时铸造工艺调配不当必然会产生羽毛状晶。
发明内容
[0004] 本发明目的就在于克服上述不足,提供一种有效防止羽毛状晶产生的7005铝合金的制作工艺,。
[0005] 为实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现:一种7005铝合金的制作工艺,按以下步骤进行:
O
电解原铝液,对原铝液成分进行分析;
2)在熔炉中加入铝含量为99.5%以上的铝液,
温度控制在730〜750°C之间;添加锌和镁剂,含量控制为锌4.4〜4.8%,镁1.4〜1.7% ;先将锌和镁金属添加至熔炼炉内熔炼,在730〜750°C的温度下保持30〜40分钟,并用电磁
搅拌机均匀搅拌半小时,经过炉前分析,确定化学成分中各兀素含量符合要求;
3)配制好的铝溶体,用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理,精炼剂用量为1.2公斤/吨,通入氮气压力为0.05〜0.4Mpa,从而获得纯洁度较高的铝溶体;
4)成分合格、温度合格的铝溶体进行静置,时间控制在60〜90分钟;
5)在流槽中以450〜480mm/min的速度加入铝
钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理,后经在线除气和过滤除渣使其成分更加均匀,将铝液
温度控制在650〜730°C ;
6)经
水平浇铸铝液进入四辊带轮组成的膜腔内,并在结晶器的内外侧、上下侧四个方向通入
冷却水,冷却水的总压力为0.02Mpa,总流量为1000L/min,温度小于等于35°C ;
7)
铸坯经铣边机铣去上表面的
氧化膜,进入工频
感应加热升温,控制入轧温度480〜550°C,进行连续
轧制;
8)轧制好的线材经雾化淬冷通道进行固溶强化处理,进行
收线包装;
9)检验合格后即得成品圆铝杆。
[0006] 进一步,所述步骤5)铝液中的各化学成分重量百分比为:Si 0.1〜0.2,Fe 0.1〜0.3、Cu 0.03 〜0.08、Mn 0.3 〜0.4、Mg 1.5 〜1.7、Cr 0.08 〜0.15、Zn 4.4 〜4.8、Ti0.06 〜0.08、Zr 0.12 〜0.15,余量为 Al。
[0007] 进一步,所述步骤6)浇铸温度控制在700〜710°C,浇铸速度控制在30〜36mm/min0 [0008] 本发明的有益效果是:本发明的7005铝合金的制作工艺制得的7005铝合金,避免了羽毛状晶的产生,本发明工艺制得的7005铝合金强度高、焊接性能好。
具体实施方式
[0009] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。
[0010] 实施例1一种7005铝合金的制作工艺,按以下步骤进行:
O电解原铝液,对原铝液成分进行分析;
2)在熔炉中加入铝含量为99.5%以上的铝液,温度控制在730°C之间;添加锌和镁剂,含量控制为锌4.4%,镁1.4% ;先将锌和镁金属添加至熔炼炉内熔炼,在730°C的温度下保持30分钟,并用
电磁搅拌机均匀搅拌半小时,经过炉前分析,确定化学成分中各元素含量符合要求;
3)配制好的铝溶体,用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理,精炼剂用量为1.2公斤/吨,通入氮气压力为0.05Mpa,从而获得纯洁度较高的铝溶体;
4)成分合格、温度合格的铝溶体进行静置,时间控制在60分钟;
5)在流槽中以450mm/min的速度加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理,后经在线除气和过滤除渣使其成分更加均匀,将铝液温度控制在650°C,铝液中的各化学成分重量百分比为:Si 0.1、Fe 0.1、Cu 0.03、Mn 0.3、Mg 1.5、Cr 0.08、Zn 4.4、Ti 0.06、Zr0.12,余量为Al。
[0011] 6)经水平浇铸铝液进入四辊带轮组成的膜腔内,浇铸温度控制在700,浇铸速度控制在36mm/min,并在结晶器的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水,冷却水的总压力为0.02Mpa,总流量为 1000L/min,温度为 35°C ;7)铸坯经铣边机铣去上表面的氧化膜,进入工频感应加热升温,控制入轧温度480°C,进行连续轧制;
8)轧制好的线材经雾化淬冷通道进行固溶强化处理,进行收线包装;
9)检验合格后即得成品圆铝杆。
[0012] 实施例2一种7005铝合金的制作工艺,按以下步骤进行:
O电解原铝液,对原铝液成分进行分析;
2)在熔炉中加入铝含量为99.5%以上的铝液,温度控制在750°C之间;添加锌和镁剂,含量控制为锌4.8%,镁1.7% ;先将锌和镁金属添加至熔炼炉内熔炼,在750°C的温度下保持40分钟,并用电磁搅拌机均匀搅拌半小时,经过炉前分析,确定化学成分中各元素含量符合要求;
3)配制好的铝溶体,用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理,精炼剂用量为1.2公斤/吨,通入氮气压力为0.4Mpa,从而获得纯洁度较高的铝溶体;
4)成分合格、温度合格的铝溶体进行静置,时间控制在90分钟;
5)在流槽中以480mm/min的速度加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理,后经在线除气和过滤除渣使其成分更加均匀,将铝液温度控制在730°C,铝液中的各化学成分重量百分比为:Si 0.2、Fe 0.3、Cu 0.08、Mn 0.4、Mg 1.7、Cr 0.15、Zn 4.8、Ti 0.08、Zr0.15,余量为Al。
[0013] 6 )经水平浇铸铝液进入四辊带轮组成的膜腔内,浇铸温度控制在710,浇铸速度控制在30mm/min,并在结晶器的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水,冷却水的总压力为0.02Mpa,总流量为 1000L/min,温度为 35°C ;
7)铸坯经铣边机铣去上表面的氧化膜,进入工频感应加热升温,控制入轧温度480°C,进行连续轧制;
8)轧制好的线材经雾化淬冷通道进行固溶强化处理,进行收线包装;
9)检验合格后即得成品圆铝杆。
[0014] 实施例3一种7005铝合金的制作工艺,按以下步骤进行:
O电解原铝液,对原铝液成分进行分析;
2)在熔炉中加入铝含量为99.5%以上的铝液,温度控制在740°C之间;添加锌和镁剂,含量控制为锌4.5%,镁1.5% ;先将锌和镁金属添加至熔炼炉内熔炼,在740 V的温度下保持35分钟,并用电磁搅拌机均匀搅拌半小时,经过炉前分析,确定化学成分中各元素含量符合要求;
3)配制好的铝溶体,用氮气将粉末精炼剂吹入熔体中精炼处理,精炼剂用量为1.2公斤/吨,通入氮气压力为0.2Mpa,从而获得纯洁度较高的铝溶体;
4)成分合格、温度合格的铝溶体进行静置,时间控制在60分钟;
5) 在流槽中以470mm/min的速度加入铝钛硼丝对铝溶体进行在线晶粒细化处理,后经在线除气和过滤除渣使其成分更加均匀,将铝液温度控制在700°C,铝液中的各化学成分重量百分比为:Si 0.1、Fe 0.2、Cu 0.05、Mn 0.3、Mg 1.5、Cr 0.10、Zn 4.5、Ti 0.08、Zr
0.13,余量为Al。
[0015] 6)经水平浇铸铝液进入四辊带轮组成的膜腔内,浇铸温度控制在700〜。C,浇铸速度控制在35mm/min,并在结晶器的内外侧、上下侧四个方向通入冷却水,冷却水的总压力为0.02Mpa,总流量为1000L/min,温度为35°C ;7)铸坯经铣边机铣去上表面的氧化膜,进入工频感应加热升温,控制入轧温度500°C,进行连续轧制;
8)轧制好的线材经雾化淬冷通道进行固溶强化处理,进行收线包装;
9)检验合格后即得成品圆铝杆。
[0016] 采用本发明制作工艺后,避免了羽毛状晶的产生,本发明工艺制得的7005铝合金强度高、焊接性能好。
[0017] 本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术
变形 ,均落入本发明的保护范围之内。