一种含钙变形铝合金的制作方法与流程

1.本发明涉及铝合金制备技术领域，具体公开了一种含钙变形铝合金的制作方法。


背景技术：

2.铝合金是以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金，是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外，由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金，其中变形铝合金是先将合金配料熔铸成坯锭，再进行塑性变形加工，通过轧制、挤压、拉伸、锻造等方法制成各种塑性加工制品。
3.在变形铝合金的制备过程中，铝在高温下极容易与空气中的氧气结合形成氧化铝，氧化铝在铝液表面形成一层薄膜，铸造完成后会对铝合金的产品质量产生严重的影响，因此需要将氧化物以及杂质进行扒除，现有的扒渣过程需要人工使用扒板在坩埚炉中进行手动扒渣，其不仅存在劳动强度大，扒渣不彻底，而且作业人员存在较大被烫伤的风险。
4.申请号为201810708794.5的发明公开了一种铝合金铸锭用扒渣装置，包括底座、竖直支撑板、扒渣机构、收纳机构以及收集箱，竖直支撑板竖直设于底座上表面的一端上，扒渣机构设于竖直支撑板的内侧壁上端，收纳机构的设于竖直支撑板的内侧壁中部，收集箱设于底座的上表面上，收集箱位于竖直支撑板的内侧；扒渣机构上设有扒渣爪；收纳机构上设有收纳斗。该发明虽然实现了高效的扒渣操作，但是该扒渣装置在对坩埚炉中进行扒渣时存在扒渣彻底的问题，使得最终制备的变形铝合金的质量较差。因此，针对现有制备得到的变形铝合金质量较差以及现有铝合金铸锭用扒渣装置存在扒渣不彻底的问题，本发明提出了一种能够有效解决上述技术问题的含钙变形铝合金的制作方法及制作装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有制备得到的变形铝合金质量较差以及现有铝合金铸锭用扒渣装置存在扒渣不彻底的问题，本发明提出了一种能够有效解决上述技术问题的含钙变形铝合金的制作方法及制作装置。
6.本发明是通过以下技术方案实现的：一种含钙变形铝合金的制作方法，包括如下步骤：1）熔融精炼：将铝锭、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锆中间合金加入坩埚炉中，将坩埚炉加热，待材料融化完全后，加入镁锭和铝钙中间合金，采用含氯化钾和氯化镁的精炼与氩气一起对熔体进行精炼；2）扒渣处理：精炼完成后，向坩埚中的熔融液撒入清渣剂，然后将熔融液依次倒入扒料装置中，然后在输送过程中使用扒板依次对每个接料槽中的熔融液进行扒渣处理；3）静置处理：扒渣处理后将接料槽中的熔融液均倒入保温炉中，然后向熔体撒入覆盖剂，再进行保温静置一段时间；4）熔体铸造：静置结束后，熔体温度在780
±
10℃时开始铸造，铸盘温度控制在
710-730℃，铸造速度控制在85-100mm/s；5）均质处理：最后将铸造得到铝合金铸锭在560-580℃的温度下均质保温24-26h，冷却方式为自然冷却；6）挤压成型：最后将均质处理后的铝合金进行挤压成型，挤压成型时铸锭棒温度控制在450-500℃，挤出型材的速度控制在5-10m/min，强风冷却即得。
7.优选地，所述含钙变形铝合金的成分百分比含量为：si 0.3-0.8%、fe 0.4-0.6%、mn 0.8-1.2%、mg 1.55-2.45%、zr 0.3-0.5%、ca 1.5-2.0%、ti 0.1-0.2%，杂质单个低于0.05%，总量不低于0.15%、余量为al。
8.优选地，所述步骤1中坩埚炉加热温度为720-780℃。
9.优选地，所述步骤3中静置温度控制在780-800℃，静置时间为0.5h。
10.一种用于制备上述含钙变形铝合金的制作装置，包括熔融炉总成和分料扒渣总成，所述熔融炉总成设置在分料扒渣总成的一端；其中，所述熔融炉总成包括炉箱架、熔融炉箱和设置在熔融炉箱内部的坩埚，位于所述坩埚的外围的熔融炉箱种设置有电磁加热线圈，所述炉箱架的上表面左右两端均连接有立板，所述熔融炉箱设置在两个立板之间，所述熔融炉箱的左右两侧面上端连接有转轴，两个所述立板的上端设置有与转轴相连接的轴承，两个所述转轴伸出立板的外端均连接有第一齿轮，位于每个所述第一齿轮下方的立板上焊接有托板，所述托板的上表面固定设置有液压缸，所述液压缸的活塞杆顶端连接有l型杆，且所述l型杆的竖直段上设置有与第一齿轮相啮合的齿面，所述l型杆的水平段内侧面上连接有限位滑块，位于所述液压缸和第一齿轮之间的立板外表面连接有竖向设置的限位滑槽；所述熔融炉箱的前侧面设置有开设有浇料口，位于所述浇料口处的熔融炉箱的前侧面连接有浇料嘴，位于所述炉箱架的上表面前端焊接有固定杆，所述固定杆的顶端焊接有导液斗，所述导液斗的下端连接有导液管；所述分料扒渣总成包括一个传送机架和设置在传送机架两端的传送辊，两个所述传送辊之间设置有传送履带，所述传送机架的一端设置有用于驱动传送辊转动的传送电机，所述传送履带的外表面等间隔连接有多个接料槽，所述导液管设置在其中一个接料槽的正上方，位于所述传送机架中间段的正上方设置有水平板，所述水平板的前后两端焊接有支撑架，所述水平板上开设有垂直于传送机架设置的条形口，所述条形口中设置有滑动块，所述滑动块伸出条形口的上端连接有沿条形口方向设置的齿条，位于所述齿条一侧的水平板上表面固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上连接有第二齿轮，且所述第二齿轮与齿条相啮合；所述滑动块伸出条形口的下表面一端设置有凸块，所述滑动块下表面的另一端转动连接有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的活塞杆端部转动连接有扒板，所述扒板的上端连接有与凸块转动连接的转动件，所述扒板的下端间隔开设有多个漏液隙，位于所述水平板前端的正下方设置有接渣槽。
11.作为上述方案的进一步设置，所述熔融炉箱由外层不锈钢壳体和内层隔热层组成。
12.作为上述方案的进一步设置，所述传送履带外表面连接的接料槽为8~24个。
13.作为上述方案的进一步设置，所述扒板为弧形，且在扒板的左右两端连接有边板。
14.作为上述方案的进一步设置，所述传送电机为步进电机或者伺服电机其中的一种。
15.作为上述方案的进一步设置，所述传送机架上设置有控制整个装置的控制箱。
16.有益效果：1）本发明公开的含钙变形铝合金的制作方法使得制备得到的铝合金内部的共晶组织基本消除，而且无需后续的热处理过程，并且制备的变形铝合金的抗拉强度≥240mpa，延伸率≥13%，其制备得到的铝合金性能得到极大的提升。
17.2）本发明公开的制备装置在对铝合金熔融液进行扒渣处理时通过液压的作用将l型杆推动，然后在齿面与齿轮之间的啮合作用使得熔融炉箱倾斜，然后将熔融液依次导入履带上的接料槽中，然后接料槽中的熔融液在经过扒板下方时在通过电机驱动齿轮转动，再通过齿轮与齿条之间的传动，以及液压伸缩杆驱动扒板的捞起作用将每个接料槽中的渣料捞走，最后完全去渣后的熔融液再汇聚倒入保温炉中进行静置处理；整个制备装置其通过将坩埚中的熔融液进行分开扒渣，使得扒渣得更彻底，有效保证了后续制备的铝合金棒料的质量。
18.3）本发明中的扒板能够沿着接料槽的纵向移动，并且在扒渣前通过液压伸缩杆将扒板设置成捞料的结构，然后再纵向移动的过程中能够实现快速、彻底的扒渣，然后再通过液压伸缩杆的驱动使得将捞起的渣料倒入接渣槽中进行收集，整个装置其自动化程度高、扒渣效果优异。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明含钙变形铝合金的制作方法步骤流程图；图2为本发明的第一角度立体结构示意图；图3为本发明的第二角度立体结构示意图；图4为本发明中熔融炉总成的立体结构结构示意图；图5为本发明中熔融炉箱、转轴等立体结构示意图；图6为本发明中熔融炉箱的内部平面结构示意图；图7为本发明中液压缸、l型杆的立体结构示意图；图8为本发明中分料扒渣总成的立体结构示意图；图9为本发明中传送机架、传送履带、接料槽的立体结构示意图；图10为本发明中水平板、齿条、驱动电机等立体结构示意图；图11为本发明中滑动块、齿条、液压伸缩杆、扒板等立体结构示意图。
21.其中：100-熔融炉总成，101-炉箱架，102-熔融炉箱，1021-浇料口，1022-浇料嘴，103-坩埚，104-立板，105-转轴，106-第一齿轮，107-托板，108-液压缸，109-l型杆，1091-齿面，1092-限位滑块，110-固定杆，111-导液斗，112-导液管，113-限位滑槽，114-电磁加热线圈；
200-分料扒渣总成，201-传送机架，202-传送履带，203-传送电机，204-接料槽，205-水平板，206-支撑架，207-条形口，208-滑动块，209-齿条，210-驱动电机，211-第二齿轮，212-凸块，213-液压伸缩杆，214-扒板，2141-漏液隙，2142-边板，215-转动件，216-接渣槽，217-控制箱。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
23.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图1~11，并结合实施例来详细说明本技术公开的含钙变形铝合金的制作方法及制作装置。
25.实施例1实施例1公开了一种含钙变形铝合金，其变形铝合金的成分百分比含量为：si 0.3-0.8%、fe 0.4-0.6%、mn 0.8-1.2%、mg 1.55-2.45%、zr 0.3-0.5%、ca 1.5-2.0%、ti 0.1-0.2%，杂质单个低于0.05%，总量不低于0.15%、余量为al。
26.具体含钙变形铝合金的制作方法包括如下步骤：步骤一：熔融精炼：将铝锭、铝硅中间合金、铝铁中间合金、铝锰中间合金、铝锆中间合金加入坩埚炉中，将坩埚炉加热至720-780℃，待材料融化完全后，加入镁锭和铝钙中间合金，采用含氯化钾和氯化镁的精炼与氩气一起对熔体进行精炼。
27.步骤二：扒渣处理：精炼完成后，向坩埚中的熔融液撒入清渣剂，然后将熔融液依次倒入扒料装置中，然后在输送过程中使用扒板依次对每个接料槽中的熔融液进行扒渣处理。
28.步骤三：静置处理：扒渣处理后将接料槽中的熔融液均倒入保温炉中，然后向熔体撒入覆盖剂，再在780-800℃的温度下进行保温静置0.5h；步骤四：熔体铸造：静置结束后，熔体温度在780
±
10℃时开始铸造，铸盘温度控制在710-730℃，铸造速度控制在85-100mm/s；步骤五：最后将铸造得到铝合金铸锭在560-580℃的温度下均质保温24-26h，冷却方式为自然冷却；步骤六：最后将均质处理后的铝合金进行挤压成型，挤压成型时铸锭棒温度控制在450-500℃，挤出型材的速度控制在5-10m/min，强风冷却即得。
29.实施例2本实施例2公开了一种用于上述含钙变形铝合金制备过程中步骤一和步骤二的制作装置。参考附图2和附图3，该制作装置包括熔融炉总成100和分料扒渣总成200，并将熔融炉总成100设置在分料扒渣总成200的一端。
30.参考附图4、附图5和附图6，该熔融炉总成100包括炉箱架101、熔融炉箱102和设置在熔融炉箱102内部的坩埚103。其中，熔融炉箱102由外层不锈钢壳体和内层隔热层组成。在位于坩埚103的外围的熔融炉箱102种设置有电磁加热线圈114，通过电磁加热线圈114实现对坩埚103的加热升温。
31.其中，炉箱架101由四个支脚和载板组成。在炉箱架101的上表面左右两端均连接有立板104，熔融炉箱102设置在两个立板104之间，熔融炉箱102的左右两侧面上端连接有转轴105，两个立板104的上端设置有与转轴105相连接的轴承。在两个转轴105伸出立板104的外端均连接有第一齿轮106，位于每个第一齿轮106下方的立板104上焊接有托板107，托板107的上表面固定设置有液压缸108，液压缸108的活塞杆顶端连接有l型杆109。参考附图7，在l型杆109的竖直段上设置有与第一齿轮106相啮合的齿面1091，并在l型杆109的水平段内侧面上连接有限位滑块1092，位于液压缸108和第一齿轮106之间的立板104外表面连接有竖向设置的限位滑槽113。通过液压缸108的推动作用加上齿面与第一齿轮之间的啮合传动能够实现炉箱架101的倾斜倒料过程。
32.同时，在熔融炉箱102的前侧面设置有开设有浇料口1021，位于浇料口1021处的熔融炉箱102的前侧面连接有浇料嘴1022，位于炉箱架101的上表面前端焊接有固定杆110，固定杆110的顶端焊接有导液斗111，导液斗111的下端连接有导液管112。从熔融炉箱102中倒出的熔融液是先倒入导液斗111中，然后再沿着导液管112排出。
33.参考附图8、附图9，该分料扒渣总成200包括一个传送机架201和设置在传送机架201两端的传送辊（图中未画出），在两个传送辊之间设置有传送履带202，并在传送机架201的一端设置有用于驱动传送辊转动的传送电机203。同时，还在传送机架201上设置有控制整个装置的控制箱217。
34.在传送履带202的外表面等间隔连接有多个接料槽204，具体设置时该接料槽204的数量根据传送履带202的总长度确定，可设置范围在8~24个之间。并且导液管112设置在其中一个接料槽204的正上方，从导液管112中排出的熔融液能够倒入接料槽204中。
35.参考附图10和附图11，在位于传送机架201中间段的正上方设置有水平板205，水平板205的前后两端焊接有支撑架206，前后两个支撑架206将水平板固定设置在传送机架201的正上方。
36.在水平板205上开设有垂直于传送机架201设置的条形口207，条形口207中设置有滑动块208，其滑动块208能够沿着条形口207往复滑动。在滑动块208伸出条形口207的上端连接有沿条形口207方向设置的齿条209，位于齿条209一侧的水平板205上表面固定安装有驱动电机210，驱动电机210的输出轴上连接有第二齿轮211，并且第二齿轮211与齿条209相啮合；通过驱动电机210的驱动作用能够使得滑动块208沿着条形口207往复运动。
37.在滑动块208伸出条形口207的下表面一端设置有凸块212，滑动块208下表面的另一端转动连接有液压伸缩杆213，并在液压伸缩杆213的活塞杆端部转动连接有扒板214，扒板214的上端连接有与凸块212转动连接的转动件215。具体设置时，该扒板214为弧形，在扒
板214的下端间隔开设有多个漏液隙2141，其设置的漏液隙2141，并在且在扒板214的左右两端连接有边板2142。上述扒板214的结构设计能够在捞渣的过程中将熔融液沥下，而且渣料不易从两端掉落。最后，还在位于水平板205前端的正下方设置有接渣槽216，其捞出的渣料最终被排入接渣槽中。
38.需要说明的是本实施例2中的传送电机203为步进电机或者伺服电机其中的一种。可通过控制电机的信号脉冲实现电机传送电机203的传动过程以及精准传动的角度。
39.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。