專利名稱：鋁合金材料及其裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種鋁合金材料，特別是涉及鋁合金材料及其裝飾帶材鑄軋坯料的生
產方法。
背景技術：
3004鋁合金帶材的力學性能優良，適合用在跨度較大和承受壓力較大的場所，其在裝飾帶材方面的應用范圍較廣，用量也較大。但裝飾帶材用鑄軋坯料主要為1系和8系合金，因為3004鋁合金雜質元素含量高，導致其結晶溫度區間為25°C，較普通1系、8011合金和3003合金的結晶溫度區間高14°C，是其溫度的2倍之多，致使鑄軋區內的液穴增長、流動性較差，導致3004合金在鑄軋過程中容易造成偏析，造成板面出現偏析帶、橫向波紋和色差，很難穩定生產出高表面質量要求的鑄軋帶材。受以上條件制約，目前冷軋用3004合金裝飾帶材坯料均由鑄錠經熱軋后提供，而采用熱軋法提供的坯料工藝流程長，成本較高。經檢索，申請號為200510031180. 0的發明專利申請公開了一種高強度高延伸率 6063鋁合金及其生產方法，其生產方法是a.熔鑄配料裝爐、熔化、攪拌與扒渣、覆蓋、噴射精煉、扒渣與覆蓋、靜置保溫、鑄錠；b.擠壓與熱處理均質化、冷卻、鑄錠加熱、擠壓、水霧淬火、斷切、冷卻、拉伸、矯直、時效處理，最后得到成品。經檢測，該方法鋁合金型材的延伸率和強度均有一定程度提高，但生產周期較長，能耗較高，得到的鋁合金板材的質量也不
王困相

發明內容
本發明要解決的技術問題是針對現有技術中3004鋁合金鑄軋生產過程中的偏析、橫向波紋和色差等問題，提供一種流程短、成品率高的3004鋁合金裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法。本發明的技術方案
一種鋁合金材料，以重量百分比表示，成分為Si < 0. 25%、Fe 0. 20-0. 60%、Cu 0. 10-0. 15%、Mn 1. (Tl. 20%、Mg 0. 85 1. 25%、Ti ( 0. 05%，余量為 Al，合計為 100%。一種鋁合金裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法，包括以下步驟，
(1)熔煉將重量比為50% 60%的電解鋁液、40% 50%的鋁合金廢料，加入到火焰反射熔煉爐中升溫熔化，溫度達到755 770°C時取樣，將鋁合金中除鎂外的其它成分調整到權利要求1要求的含量，然后進行噴粉精煉，噴粉精煉劑的用量為鋁合金總量的0. 2 0. 4%， 然后進行扒渣；扒渣結束后添加鎂錠，繼續熔化，熔體溫度始終控制在755 770°C，調整鎂元素的含量使之符合權利要求1的要求，然后進行倒爐；
(2)精煉將鋁合金熔體在保溫爐中采用高純氮氣進行精煉，精煉時間為30 50分鐘， 然后在740 750°C進行保溫；
(3)在線除氣向除氣箱通入氮氣進行除氣，溫度控制在725 735°C之間，除氣后鋁合金熔體中每IOOg鋁中含氫量< 0. 12ml ；(4)晶粒細化向鋁合金熔體中加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，使Ti含量達到鋁合金熔體重量的0. 03、. 04% ；
(5)過濾將鋁合金熔體經過濾箱，用30目和40目的陶瓷過濾片進行上下雙級過濾； 過濾箱前箱溫度為720V 725°C ；
(6)鑄軋鋁合金熔體通過橫澆道流入鑄軋機鑄嘴內，鑄軋成7.3 8. 3mm厚的鋁合金裝飾帶材坯料。所述噴粉精煉劑的組成為，按重量百分比計，K 21 26%、Na 16 23%、Cl 34 45%、F 9 14%、Al 彡 5%、Si 彡 5%。所述在線除氣時的氮氣壓力為0. 20 0. 60MPa，氮氣流量為3 8m3/h。所述過濾時過濾箱前箱內的穩流器和供流口之間設有擋板，擋板上設有一排直徑為IOmm的穩流過濾孔。所述鋁鈦硼絲細化劑中含鈦4. 5 5. 5% (重量)、含硼0. 9 1. 1% (重量)。所述鑄軋機的鑄軋區長50 52mm，上嘴輥間隙0. 3 0. 5mm,下嘴輥間隙0. 1 0. 4mm,鑄軋輥表面粗糙度為1. 0 1. 6 μ m，鑄軋速度為730 780mm/min。本發明的積極有益效果
(1)本發明生產出的鋁合金裝飾帶材鑄軋坯料，表面無擦劃傷、單面無橫向波紋，晶粒均勻、晶粒度達到國家一級標準，化學成分均勻穩定，能夠滿足后續軋制的力學性能要求， 工藝裂邊在6mm以內，中凸度為0. 3 0. 7%，裂邊量遠遠小于同行業3004合金鑄軋帶材 15mm的寬度，使后續冷軋過程中的切邊量大大減少，由最初的切邊量IOOmm左右降低到 80mm左右，廢料量減少了 20%，提高了后續冷軋的成品率。(2)本發明用鑄軋替代熱軋，省略了鋁錠重熔、鑄錠和銑面等工序，生產工藝簡化， 同時采用大量的電解鋁液直接添加，可以充分利用電解鋁液的較高溫度來熔化廢料，這樣既能夠降低熔化過程中的氣耗，又能減少廢料熔化過程中的燒損，生產成本大大降低。(3)本發明在生產原料中添加了近半數的鋁合金廢料，有利于廢料的回收利用，節省了原材料，節約資源，符合國家節能環保的號召。(4)本發明在加料時采用兩次配料工藝，先對除鎂外的其它元素進行調配，扒渣結束后再添加鎂錠，這樣鎂錠的吸收率較高，能達到99%以上，避免了揮發損失，遠遠高于同行業鎂錠的吸收率95%左右的水平，降低了熔鑄過程中的燒損，節約了成本。(5)本發明的方法，設備投資少，生產周期短，資金周轉快，易于投產，有利于推廣應用。
具體實施例方式實施例1、鋁合金材料及鋁合金裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法
1、鋁合金成分，以重量份表示，Si 0. 07%, Fe 0. 39%, Cu 0. 12%, Mn 1. 06%, Mgl. 02%, TiO. 02%, Al 余量。2、生產方法，包括以下步驟，
(1)熔煉將13622千克電解鋁液、10285千克鋁合金廢料，加入到火焰反射熔煉爐中升溫熔化，溫度達到768°C時取樣，將鋁合金中除鎂外的其它成分調整到上述含量標準，然后進行噴粉精煉，精煉劑用量為鋁合金總量的0. 2 0. 4%，然后進行扒渣；扒渣結束后添加鎂錠，繼續熔化，熔體溫度始終控制在755 770°C，調整鎂元素的含量達到上述要求后，進行倒爐；
其中的電解鋁液由電解鋁廠提供，電解鋁液的純度在99. 60%以上，鋁合金廢料為1系、 3系和8系鋁合金，由冷軋廠提供。精煉劑按重量百分比計，其組成為K 21 ^5%、Na 16 23%、Cl 34 45%、F 9 14%、Al ^ 5%、Si ^ 5%。(2)精煉將鋁合金熔體在保溫爐中采用高純氮氣(氮氣質量含量在99. 99%以上) 進行精煉，精煉時間為30 50分鐘，然后在740 750°C進行保溫；
保溫爐采用液壓自傾翻式保溫爐，通過紅外線測量鋁液液面高度，保證供流穩定，減少橫向波紋的發生；
(3)在線除氣向除氣箱通入氮氣進行除氣，除氣箱鋁液溫度控制在7^ 731°C，氮氣壓力0. 20 0. 60MPa,氮氣流量3 8m3/h，轉子轉速為211 218轉/分鐘；除氣后鋁合金熔體中每IOOg鋁中含氫量< 0. 12ml ；
(4)晶粒細化向鋁合金熔體中加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，使Ti含量達鋁合金熔體重量的0. 03 0. 04% ；鋁鈦硼絲細化劑中含鈦4. 5 5. 5% (重量)、含硼0. 9 1. 1% (重量);
(5)過濾鋁合金熔體經過濾箱，采用30目和40目的陶瓷過濾片進行上下雙級過濾； 過濾箱前箱溫度為720V 725°C，前箱液面液位為80 83mm ；
過濾時在前箱內的穩流器和供流口之間設有擋板，擋板上設有一排直徑為IOmm的穩流過濾孔；這樣既能保證鋁液的供應，又能減少前箱液面的波動對鑄嘴前沿的影響，減輕了橫向波紋的程度；
(6)鑄軋鋁合金熔體通過橫澆道流入鑄軋機鑄嘴內，鑄軋成7.3 8. 3mm厚的鋁合金裝飾帶材坯料；鑄軋時，鑄軋區長51mm，上嘴輥間隙0. 4mm，下嘴輥間隙0. 2mm，鑄軋輥表面粗糙度1. 2 μ m，鑄軋速度748mm/min。通過調整鑄嘴內的擋塊分布，保證鑄嘴前沿出口鋁液的均勻(橫斷面流量和溫度一致)，鑄嘴較普通鑄嘴的結構擋塊間隙大1 8mm，后續隨著鑄軋板寬度的改變，改變鑄嘴內擋塊的數量及大小，以滿足生產需要。前箱液面采用較低液位，以減少橫向波紋。同時調整鑄軋機的耳朵倒角為30度，控制鑄軋工藝裂邊在7mm以內；同時為消除立板及切卷時粘輥，在立板和切卷時采用乙炔對軋輥進行噴涂，增加潤滑膜的厚度。實施例2、和實施例1基本相同，不同之處在于
1、鋁合金成分，以重量份表示，Si 0. 09%, Fe 0. 38%, Cu 0. 11%, Mn 1. 01%, Mgl. 01%, TiO. 03%, Al 余量。2、生產方法，包括以下步驟，
(1)熔煉將1M68千克電解鋁液、10312千克鋁合金廢料，加入到火焰反射熔煉爐中升溫熔化，溫度達到761°C時取樣，先將鋁合金中除鎂外的其它成分調整到上述含量，然后進行噴粉精煉，精煉劑用量為鋁合金總量的0. 3%，然后進行扒渣；扒渣結束后添加鎂錠，繼續熔化，熔體溫度始終控制在76(T770°C，測定鎂元素的含量達到上述要求，然后進行倒爐；
(2)精煉將鋁合金熔體在保溫爐中采用高純氮氣(氮氣質量含量在99.99%以上)進行精煉，精煉時間為40分鐘，然后在743 748°C保溫；
(3)在線除氣向除氣箱通入氮氣進行除氣，除氣箱鋁液溫度控制在7^ 734°C，氮氣壓力0. 20 0. 60MPa,氮氣流量3 8m3/h，轉子轉速為208 214轉/分鐘；除氣后鋁合金熔體中每IOOg鋁中含氫量< 0. 12ml ；
(4)晶粒細化向鋁合金熔體中加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，使Ti含量達鋁合金熔體重量的0. 03 0. 04% ；鋁鈦硼絲細化劑中含鈦4. 5 5. 5% (重量)、含硼0. 9 1. 1% (重量);
(5)過濾鋁合金熔體經過濾箱，采用30目和40目的陶瓷過濾片進行上下雙級過濾； 過濾箱前箱溫度為721V 7M°C，前箱液面液位為82 85mm ；
過濾時在前箱內的穩流器和供流口之間設有擋板，擋板上設有一排直徑為IOmm的穩流過濾孔；
(6)鑄軋鋁合金熔體通過橫澆道流入鑄軋機鑄嘴內，通過鑄軋機鑄軋成7.3 8. 3mm 厚的鋁合金裝飾帶材坯料；
鑄軋時，鑄軋區長52mm，上嘴輥間隙0. 5mm，下嘴輥間隙0. 3mm，鑄軋輥表面粗糙度為 1. 4 μ m，鑄軋速度為 762mm/min。實施例3、和實施例1基本相同，不同之處在于
鋁合金成分，以重量份表示，Si 0. 15%, Fe 0. 30%, Cu 0. 14%, Mn 1. 15%, Mgl. 10%, TiO. 03%, Al 余量。實施例4、和實施例1基本相同，不同之處在于
鋁合金成分，以重量份表示，Si 0. 25%, Fe 0. 20%, CuO. 10%, Mn 1. 10%, Mgl. 0%, Al 余
So
權利要求
1.一種鋁合金材料，其特征是以重量百分比表示，成分為Si < 0. 25%、Fe 0. 20-0. 60%、Cu 0. 10-0. 15%、Mn 1. (Tl. 20%、Mg 0. 85 1. 25%、Ti ( 0. 05%，余量為 Al，合計為 100%。
2.—種鋁合金裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法，其特征是該方法包括以下步驟，(1)熔煉將重量比為50% 60%的電解鋁液、40% 50%的鋁合金廢料，加入到火焰反射熔煉爐中升溫熔化，溫度達到755 770°C時取樣，將鋁合金中除鎂外的其它成分調整到權利要求1要求的含量，然后進行噴粉精煉，噴粉精煉劑的用量為鋁合金總量的0. 2 0. 4%， 然后進行扒渣；扒渣結束后添加鎂錠，繼續熔化，熔體溫度始終控制在755 770°C，調整鎂元素的含量使之符合權利要求1的要求，然后進行倒爐；(2)精煉將鋁合金熔體在保溫爐中采用高純氮氣進行精煉，精煉時間為30 50分鐘， 然后在740 750°C進行保溫；(3)在線除氣向除氣箱通入氮氣進行除氣，溫度控制在725 735°C之間，除氣后鋁合金熔體中每IOOg鋁中含氫量< 0. 12ml ；(4)晶粒細化向鋁合金熔體中加入鋁鈦硼絲進行晶粒細化，使Ti含量達到鋁合金熔體重量的0. 03、. 04% ；(5)過濾將鋁合金熔體經過濾箱，用30目和40目的陶瓷過濾片進行上下雙級過濾； 過濾箱前箱溫度為720V 725°C ；(6)鑄軋鋁合金熔體通過橫澆道流入鑄軋機鑄嘴內，鑄軋成7.3 8. 3mm厚的鋁合金裝飾帶材坯料。
3.根據權利要求2所述的生產方法，其特征是所述噴粉精煉劑的組成為，按重量百分比計，K 21 26%、Na 16 23%、Cl 34 45%、F 9 14%、Al ^ 5%、Si ^ 5%。
4.根據權利要求2所述的生產方法，其特征是所述在線除氣時的氮氣壓力為0.20 0.60MPa，氮氣流量為3 8m3/h。
5.根據權利要求2所述的生產方法，其特征是所述過濾時過濾箱前箱內的穩流器和供流口之間設有擋板，擋板上設有一排直徑為IOmm的穩流過濾孔。
6.根據權利要求2-5任一項所述的生產方法，其特征是所述鋁鈦硼絲細化劑中含鈦 4. 5 5. 5% (重量)、含硼0. 9 1. 1% (重量)。
7.根據權利要求2-5任一項所述的生產方法，其特征是所述鑄軋機的鑄軋區長50 52mm,上嘴輥間隙0. 3 0. 5mm,下嘴輥間隙0. 1 0. 4mm,鑄軋輥表面粗糙度為1. 0 ·1.6 μ m，鑄軋速度為 730 780mm/min。
全文摘要
本發明涉及一種3004鋁合金材料及其裝飾帶材鑄軋坯料的生產方法。鋁合金材料的成分為Si≤0.25%、Fe0.20-0.60%、Cu0.10-0.15%、Mn1.0~1.20%、Mg0.85~1.25%、Ti≤0.05%，余量為Al。生產方法包括熔煉、精煉、在線除氣、晶粒細化、過濾、鑄軋等步驟，熔煉時將50%～60%的電解鋁液、其余為鋁合金廢料，混合熔煉，先加除鎂外的成分，經噴粉精煉、扒渣、加鎂錠、倒爐，然后進入精煉，最后鑄軋成帶材坯料。本發明產品化學成分均勻穩定，能夠滿足后續軋制的力學性能要求，提高了后續冷軋的成品率。用鋁合金廢料作為原料，原料節省，采用電解鋁液直接添加，降低熔化過程中的氣耗，又能減少廢料熔化過程中的燒損，用鑄軋替代熱軋，工藝簡化，生產成本大大降低。
文檔編號C22C1/06GK102392156SQ201110336459
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者劉欣, 司圣杰, 李英杰, 王建增, 賈新武 申請人:河南神火鋁材有限公司