本發明屬于鋁鍶合金生產技術領域，具體涉及一種鋁鍶合金生產工藝。

背景技術：

顧名思義，鋁鍶合金即主要元素為金屬鋁和金屬鍶的合金。鋁鍶合金的型材包括板材、棒材和線材等。其中鋁鍶合金線材的生產工藝通常包括配料、熔煉、澆鑄和擠壓成型。即選取合適的單質鋁原料和單質鍶原料，按照需求進行配料，再將兩者熔煉并澆鑄成鋁鍶合金棒材，最后將鋁鍶合金棒材擠壓成鋁鍶合金線材。

在現有生產工藝中，擠壓成型通常是將加熱軟化的鋁鍶合金棒材放置于成型模具外的棒材容納腔中，如圖1所示，成型模具（2）和棒材容納腔（1）均為直筒狀且兩者同軸，為了避免鋁鍶合金棒材沿徑向方向產生變形，棒材容納腔（1）的徑向尺寸與鋁鍶合金棒材的徑向尺寸相同，通過擠壓頭對鋁鍶合金棒材的擠壓使鋁鍶合金進入至成型模具（2）中擠壓成型，為了避免軟化的棒材從擠壓頭與棒材容納腔（1）之間的縫隙擠出，擠壓頭的徑向尺寸與棒材容納腔（1）的徑向尺寸亦相同。

擠壓成型操作時，擠壓頭與鋁鍶合金棒材遠離成型模具（2）的一端相抵，對鋁鍶合金棒材施加壓力，軟化的鋁鍶合金棒材發生軸向的變形，逐漸進入至成型模具（2）的模腔中，并從成型模腔的另一端擠出，形成尺寸較小的鋁鍶合金線材。隨著線材的擠出，棒材的高度逐漸減小，當棒材的高度減小至一定程度時，擠壓頭會將剩下的棒材按壓在成型模具（2）的端部，該剩下的棒材無法被擠壓至成型模具（2）中成型，由于棒材容納腔（1）的限制，也無法向外運動，與線材分離，最后遺留在擠壓頭與成型模具（2）之間，被擠壓成型為塊狀，形成線材的壓余廢料。若不對該壓余廢料進行清理，成型的線材無法脫模，而對該壓余廢料進行清理，一方面會導致擠壓成型無法連續進行，擠壓成型的效率低，另一方面，成型為塊狀的壓余廢料回收再利用時，還需要重新加熱進行熔煉，操作麻煩。

技術實現要素：

本發明意在提供一種鋁鍶合金生產工藝，以解決現有生產工藝無法連續擠壓、效率低的技術問題。

本方案中的鋁鍶合金生產工藝，包括配料、熔煉、澆鑄和擠壓成型，其特征在于，擠壓成型為：

步驟1）、于直筒形的成型模具和棒材容納腔之間設置余料型腔，余料型腔的形狀為錐臺形，錐臺形的底面直徑為30mm，錐形的錐度為1/3，余料型腔與成型模具同軸，且余料型腔的底面靠近成型模具；

步驟2）、將澆鑄形成的鋁鍶棒材放入至余料型腔內，對鋁鍶棒材進行擠壓，使鋁鍶棒材通過成型模具擠壓成線材，待棒材余下高度為10-20mm時，放入下一根棒材繼續擠壓。

錐臺形是指圓錐體去掉尖端后剩下的部分，錐臺形的底面是指錐體的底面，錐臺形的頂端是指錐體上與底面相對的一端。

本方案鋁鍶合金生產工藝的技術原理及技術效果為：

將鋁鍶合金棒材通過棒材容納腔從余料型腔的頂端放入至余料型腔中，擠壓頭從棒材容納腔內進入對鋁鍶合金棒材施加壓力，余料型腔中的棒材在擠壓力作用下進入至成型模具中擠壓成型。待棒材余下高度為10-20mm時，放入下一根棒材，繼續擠壓，前一根棒材在下一根棒材的擠壓下，繼續進入至成型模具中擠壓成型，與此同時，由于位于余料型腔內的棒材周向余有空腔，棒材會向周向凸起變形，特別地，前一根棒材位于成型模具外的端部向外凸起后會沿著余料型腔的內壁朝向棒材容納腔的方向運動，將下一根棒材包裹住，而且會對軟化的下一根棒材進行徑向的向內擠壓，由此前后兩根棒材在徑向和軸向的雙重擠壓下會融合在一起，實現對棒材的連續擠壓。此種擠壓方式，前一根棒材不會產生壓余廢料，會同后一根棒材連續擠出，由此，節約了清理壓余廢料和處理壓余廢料的時間。

而在現有技術中，技術人員為了避免棒材向周向變形而不便擠出，或者避免棒材從進料端被擠出，都會想著將位于成型模具進料端的用于容納、輸送鋁鍶合金棒材的空腔尺寸設計成與鋁鍶合金棒材一致的直筒狀，而且容納棒材的空腔設計成簡單的直筒狀是技術人員按照現有的思路最常規的選擇，然而，這樣的設計帶來的不足就是壓余廢料的產生，即使參照本方案中的技術手段，待棒材余下高度為10-20mm時，便放入下一根棒材，前后兩根棒材只是在軸向的壓力下不會融合在一起，前一根棒材被擠壓至最后時，位于內側材料會進入至成型模具中，但是由于材料的量較少，不便成型為完整的線材，而外側材料由于與后一根棒材沒有融合在一起，后一根棒材對其沒有可以將其引流至內側的分子間作用力，其不會向內側流動，由于棒材容納腔內壁的限制，也不會向外側流動，因此，其只可能停留在下一根棒材與成型模具之間，形成壓余廢料，影響前一根線材的脫模和后一根線材的擠出，因此，每擠出完一根棒材后，就必須對壓余廢料進行清理，導致生產效率低、操作麻煩。

以下是基于上述基礎方案的優選方案：

優選方案一：所述步驟1）中，錐臺形的底面直徑為30mm，錐臺形的錐度為1/3，錐臺形的高度為30mm。

優選方案二：基于基礎方案或優選方案一，所述步驟2）中，待棒材余下高度為15mm時，放入下一根棒材繼續擠壓。

優選方案三：基于優選方案二，所述熔煉為：

步驟1）、將鋁液加熱至771-850℃；

步驟2）、通過專用工具將鍶錠壓入鋁液中，直至鍶錠完全熔解，專用工具包括支撐桿，支撐桿下端設有壓罩，壓罩的壁上分布有多個通孔。現有技術中通常是直接將鍶錠投入至鋁液中，鍶的密度是2.54*10³kg/m³，鋁的密度是2.7*10³kg/m³，鍶投入至鋁液中后會向上漂浮，與空氣接觸，在高溫下，容易被燒損。而本方案中采用壓罩將鍶錠壓入至鋁液底部，一方面可以避免鍶錠向上漂浮與空氣接觸而燒損，另一方面鍶錠位于鋁液內部，周圍被高溫的鋁液包圍，更容易熔解于鋁液中。而且鍶錠在熔解的過程中，反應劇烈，采用壓罩將其按壓于鋁液內部，相比于通過一根獨立的壓桿對其施壓而言，鍶錠不會不斷地向上浮動而導致需要重復地施壓。壓罩的壁上分布有多個通孔，通孔可便于鋁液和鍶液的流通以及熱量的傳遞，以利于鍶錠的快速熔解。

優選方案四：基于優選方案三，所述熔煉的過程中，向鋁液內通入氮氣進行精煉。氮氣精煉可除去鋁液中的氧氣，避免金屬鋁和金屬鍶氧化，影響合金性能，也可避免因鋁液內部存在氧氣而導致的燒損。

優選方案五：基于優選方案四，所述支撐桿內設有與壓罩連通的通氣道，氮氣通過該通氣道通入至鋁液中。由此可實現將氮氣通入至鋁液中，與此同時，將氮氣通入至壓罩內，可以攪動壓罩內的液體，便于鍶錠的熔解，也便于液體的流通和熱量的傳遞。

優選方案六：基于優選方案三或四或五，所述熔煉的過程中，將鍶錠壓入鋁液中的同時，利用專用工具攪動鋁液。以便于金屬鋁和金屬鍶的混合，減少了額外攪拌的工序，由此本發明中專用工具的使用可以巧妙地同時實現多個功能：1、將鍶錠壓入鋁液內部，避免鍶錠的燒損；2、將氮氣通入鋁液中，對鋁液進行精煉，與此同時，可加強液體的流通和熱量的傳遞，加快鍶錠的熔解；3、攪動液體，便于兩種金屬的混合。

附圖說明

圖1為現有技術中擠壓成型模具的結構示意圖；

圖2為本發明實施例中擠壓成型模具的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

鋁鍶合金生產工藝，包括配料、熔煉、澆鑄和擠壓成型四道工序。其中：

配料：選取鋁錠和鍶錠，按照1:10的比例稱取100kg鍶錠和1000kg鋁錠，進行配料。

熔煉：

步驟1）、將鋁錠放入至熔煉爐中，升溫，使鋁錠熔化成鋁液；

步驟2）、將鋁液的溫度升至771-850℃，采用專用工具將鍶錠壓入至鋁液中，專用工具包括支撐桿，支撐桿下端設有壓罩，支撐桿內設有與壓罩連通的通氣道，壓罩的壁上均布有多個通孔。將鍶錠壓入至鋁液中使鍶錠熔解的過程中，利用專用工具攪動鋁液，與此同時，通過支撐桿內的通氣道向鋁液中通入氮氣進行精煉，直至鍶錠熔解完全。

澆鑄：將上述熔煉的溶液打渣，靜置5分鐘后，澆鑄成待擠壓的圓柱形鋁鍶合金棒材，棒材4公斤/根，棒材的直徑為20mm，高度為400mm；用水冷卻。

擠壓成型：

步驟1）、如圖2所示，于直筒形的成型模具3和棒材容納腔1之間設置余料型腔2，成型模具3的高度為10mm，直徑為9.8mm；余料型腔2的形狀為錐臺形，錐臺形的底面直徑為30mm，頂端直徑為20mm，錐形的錐度為1/3，余料型腔2的底面靠近成型模具3；成型模具3的出料端設有出料模4，出料模4為錐臺形，出料模4的的底面直徑為20mm，頂端直徑為9.8mm，出料模4的高度為35mm。棒材容納腔1、余料型腔2、成型模具3、出料模4四者同軸，余料型腔2、成型模具3、出料模4三者一體成型。

步驟2）、將鋁鍶合金棒材升溫至480-550℃，并將其通過棒材容納腔1放入至余料型腔2中，用擠壓頭與鋁鍶合金棒材的端部相抵，用600噸擠壓機對鋁鍶合金棒材進行擠壓，使鋁鍶棒材通過成型模具3擠壓成線材，待棒材余下高度為15mm時，放入下一根棒材繼續擠壓，以此類推，實現鋁鍶合金線材的連續擠壓成型。

通過多次實驗觀察，采用實施例中的生產工藝來生產鋁鍶合金線材時，鍶錠不會燒損，而且在擠壓的過程中，不會產生壓余廢料，無需每擠壓完一根棒材就對壓余廢料進行處理。