本發(fā)明屬于鋁合金加工領(lǐng)域，具體涉及一種陽極氧化用硬態(tài)1090鋁合金的鑄造加工工藝。

背景技術(shù)：

陽極氧化用1090鋁合金，屬于目前國際以工業(yè)純鋁（鋁純度為≥99.90%，一般不超過99.93%）為基材，廣泛應(yīng)用于照明裝飾領(lǐng)域的最高等級的鋁合金產(chǎn)品，按其使用狀態(tài)，又分為陽極氧化用軟態(tài)（含半軟態(tài)）產(chǎn)品及陽極氧化用硬態(tài)產(chǎn)品，其中陽極氧化用1090軟態(tài)（含半軟態(tài)）產(chǎn)品，以明光型反光用1090反光器（國內(nèi)也稱為反光罩）為代表，產(chǎn)品以高亮度、高成型能力為特點，廣泛使用于室內(nèi)外及交通照領(lǐng)域；而陽極氧化用1090硬態(tài)產(chǎn)品，則以1090鏡面板為代表（德國安鋁所使用的1085鏡面板，是ti含量超出bsen573-3-2009控制范圍后的產(chǎn)品，其母材鋁純度＞99.90%，故而業(yè)內(nèi)均將其納入1090鋁合金的范疇），產(chǎn)品具有高亮度無底紋的質(zhì)量特點，廣泛應(yīng)用在高端交通、裝飾、室內(nèi)外照明等領(lǐng)域。目前國內(nèi)在交通照明裝飾領(lǐng)域的鋁合金產(chǎn)品，集中在中低端的1070及1050、1060等牌號鋁合金，反光率在60～70%，該類產(chǎn)品的加工方法，除了dc（熱軋軋制）加工方式外，甚至還有cc（鑄軋軋制）軋制的方法生產(chǎn)，這種核心技術(shù)的缺失和國內(nèi)市場的無序競爭，不僅導(dǎo)致了國內(nèi)企業(yè)開發(fā)1090高端陽極氧化材料的投資風(fēng)險升高，同時也致使我國開發(fā)陽極氧化產(chǎn)品高端化的步伐停滯不前。

陽極氧化用1090鋁合金的具體加工工藝，隨其產(chǎn)品用途的不同而略有不同，但是，其最終必須經(jīng)過陽極氧化的工藝流程要求和基本相同的產(chǎn)品質(zhì)量需求，決定陽極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品的典型的技術(shù)路線如下：

1）、陽極氧化用硬態(tài)1090鋁合金典型技術(shù)路線

陽極氧化用硬態(tài)1090鋁合金，其主要加工流程需要經(jīng)過板錠鑄造、板錠鋸切與銑面、板錠均勻化與熱加工、板錠冷加工、板材厚料清洗、板材中間熱處理、板材鏡面加工、板材拉矯與切邊、板材清洗與覆膜、板材陽極氧化，等十個主要環(huán)節(jié)。但就技術(shù)難度而言，鏡面加工前的板錠鑄造、板錠熱加工、板錠冷加工與中間熱處理等四個環(huán)節(jié)，是整個產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)所在，并且，這四個環(huán)節(jié)還存在著相互制約與平衡的內(nèi)在關(guān)系，具體而言，陽極氧化用硬態(tài)1090產(chǎn)品的典型技術(shù)路線如下：

板錠鑄造→→板錠鋸切與銑面→→板錠均勻化→→熱軋→→冷軋→→中間退火→→鏡面軋制→→拉矯切邊→→清洗覆膜→→陽極氧化→→成品

2）、陽極氧化用軟態(tài)1090鋁合金典型技術(shù)路線

陽極氧化用軟態(tài)1090鋁合金產(chǎn)品，因用途用法與硬態(tài)產(chǎn)品存在明顯差異，故而在加工流程上也存在一定程度的差別，最典型的加工流程主要包含：板錠鑄造、板錠鋸切與銑面、板錠均勻化與熱加工、板錠冷加工、卷材清洗、卷材退火、卷材開板、板材沖壓成型、陽極氧化等九大環(huán)節(jié)，整個產(chǎn)業(yè)的技術(shù)核心，仍舊集中在板錠鑄造、板錠均勻化與熱加工、板錠表面處理等幾個核心環(huán)節(jié)，具體而言，陽極氧化用軟態(tài)1090鋁合金產(chǎn)品的典型技術(shù)路線如下：

板錠鑄造→→板錠鋸切與銑面→→板錠均勻化→→熱軋→→冷軋→→清洗→→退火→→開板→→沖壓（或者旋壓）成型→→陽極氧化→→成品。

陽極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品，具有兩個非常明確的技術(shù)指標(biāo)，分別是高的反光率（業(yè)內(nèi)稱為亮度，同時用相互對立的鏡面反射率和漫反射率來表征）和陽極氧化后無影響反光均勻性的底紋。影響反光率的因素，主要集中在板錠晶粒度、板錠鋁純度、氧化后的氧化膜均勻性及密集程度、毛料表面均勻性和一致性及鏡面加工的界面狀態(tài)控制等五個方面；而影響底紋缺陷的主要因素，則集中在表面與界面均勻性、毛料表面清潔性和鏡面加工時的界面狀態(tài)控制精度等三個方面，而鏡面加工時的界面狀態(tài)控制精度，又集中在絕對壓下量控制、板型控制和潤滑狀態(tài)控制，這三個相互影響又相互平衡的技術(shù)指標(biāo)上。

以陽極氧化用1090產(chǎn)品的典型加工工藝流程為基礎(chǔ)，影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素在如下幾個方面：

1）板錠鑄造

1090鋁合金屬于工業(yè)純鋁系列產(chǎn)品，需要在板錠鑄造時同時解決相互對沖的鋁純度控制與晶粒度控制兩個核心問題。鋁純度控制就是鑄造過程清潔化控制，以盡可能防止其他組元引入為原則進行過程清潔化控制，而板錠晶粒度控制，并且必須達到一級的水品，又客觀上需要大量的晶粒細化劑參與板錠鑄造，而且，產(chǎn)品最終需要進行陽極氧化的產(chǎn)品制造特點，又導(dǎo)致晶粒細化劑在參與晶粒度控制的同時，要嚴(yán)格控制板錠中的b元素，從而只能選擇晶粒細化效果比較弱的貧b晶粒細化劑，從而客戶上又需要增加晶粒細化劑的使用量來保證板錠晶粒度等級，導(dǎo)致ti的含量的增加，反過來又降低了鋁純度，從而需要鋁純度更高的精鋁液來進行板錠鑄造（國際上最高端的香港美亞的1090鋁合金，就是使用價格非常昂貴的鋁純度為99.95%的工業(yè)高純鋁來鑄造1090鋁合金板錠，國內(nèi)則完全沒有開發(fā)出同等質(zhì)量水平的板錠），總而言之，這一產(chǎn)品在鑄造方面的核心技術(shù)，在于如何使用鋁純度盡可能低的鋁液，通過工藝控制和平衡，得到晶粒度為一級的1090鋁合金板錠，從而以低成本的工業(yè)純鋁（99.90%）來鑄造板錠，并達到國外使用工業(yè)高純鋁（99.95%）鑄造板錠的質(zhì)量水平。

2）熱加工和冷加工的表面與界面均勻性及清潔性控制

1090鋁合金產(chǎn)品陽極氧化用途表面與界面特殊要求的實現(xiàn)，是通過熱加工工和冷加工表面與界面遺傳效應(yīng)來實現(xiàn)，這種要求理論上需要以弧長配法為基礎(chǔ)，以熱加工實現(xiàn)界面均勻化為目標(biāo)設(shè)計熱軋工藝，以冷加工實現(xiàn)表面一致性為工藝設(shè)計核心，并通過熱加工與冷加工的工藝平衡，完成界面與表面均勻化與一致性，并且國外同行比如美亞實業(yè)通過熱加工工序的多機架熱連軋機（馬來西亞美亞實業(yè)為“1+3”熱連軋機）來實現(xiàn)這一特殊工藝功能。

3）高延伸率需求與板材組織控制（熱處理）

高純鋁系產(chǎn)品的界面均勻性來源于組織均勻性，但高純系產(chǎn)品在鑄造時因鋁純度非常高，鑄造時需嚴(yán)格控制晶粒細化劑的使用，高純系產(chǎn)品的組織均勻性是最難控制的。陽極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品的組織控制核心，集中在板錠晶粒度控制、熱加工的組織重整與時效、冷加工的界面控制與成品再結(jié)晶退火方面，并由此完成了熱加工的板錠均勻化退火工藝及熱終軋時效溫度與冷軋成品退火工藝的設(shè)計與平衡方面的核心內(nèi)容。

4）高亮度及高明度的控制

對于反光用1090鋁合金硬態(tài)產(chǎn)品，其主要用途高端鏡面裝飾用，最終產(chǎn)品對表面的亮度、明度及均勻性控制要求非常高；從板錠鑄造（成分要求）到熱加工（表面控制與內(nèi)部組織控制）再到后續(xù)冷軋、熱處理、鏡面軋制等因素都會對最終產(chǎn)品的亮度及明度產(chǎn)生重大的影響，因此要實現(xiàn)高亮度及高明度的要求，生產(chǎn)中的各個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格的控制，從原料板錠的成分控制，到銑面量的控制、熱軋軋制工藝、冷軋軋制、退火處理等必須嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是對現(xiàn)有陽極氧化用硬態(tài)1090鋁合金生產(chǎn)中的鑄造加工工藝進行改進，以國內(nèi)常規(guī)的水冷式鑄造器為基礎(chǔ)設(shè)備，使用鋁純度為99.90～99.92%的工業(yè)純鋁鋁液，采取中溫鑄造、雙絲加入的方法，最終得到了鋁純度≥99.90%，并且板錠晶粒度為一級的符合bsen573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠，在成分滿足歐標(biāo)要求的同時，為低成本開發(fā)出高成型能力和高亮度的1090鋁合金板錠提供基礎(chǔ)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種陽極氧化用硬態(tài)1090鋁合金的鑄造加工工藝，步驟如下：

（1）將鋁純度為99.90～99.92%的電解鋁液放入熔煉爐，加入質(zhì)量比不少于20%的1090鋁合金冷料，熔煉溫度控制在710～725℃；

（2）熔煉完成后進行精煉，精煉溫度控制在700～710℃，在45min之內(nèi)完成精煉，精煉劑為六氯乙烷；

（3）精煉完成后，進行板錠鑄造，鑄造時采用雙絲喂入的方式在攪拌除氣箱前加入al-ti-c0.15晶粒細化劑，在溜槽末端進行溫度補償，保證鑄造溫度穩(wěn)定在690～700℃。

優(yōu)選地，步驟（2）所述六氯乙烷的用量為爐料質(zhì)量的0.2～0.4%。

優(yōu)選地，步驟（3）的鑄造速度控制在50mm/min。

優(yōu)選地，步驟（3）中所述晶粒細化劑的用量為爐料質(zhì)量的150～200ppm。

本發(fā)明以當(dāng)前國內(nèi)最為普通的水冷式鑄造器為主體設(shè)備，使用鋁純度為99.90～99.92%的工藝純鋁鋁液，最終得到了鋁純度≥99.90%，并且板錠晶粒度為一級的符合bsen573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠，在成分滿足歐標(biāo)要求的同時，為低成本開發(fā)出高成型能力和高亮度的1090鋁合金板錠提供基礎(chǔ)。

本發(fā)明所述的“冷料”是指常溫下的1090鋁合金回配產(chǎn)品，具體可包括1090鋁合金板錠頭、1090鋁合金板帶頭尾切頭料等，“冷料”的加入可促使形鑄造過程形成均勻的結(jié)晶體，可有效地實現(xiàn)鑄造1090鋁合金板錠的晶粒度的控制。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為實施例1鑄造的1090硬態(tài)鋁合金板錠晶粒度檢測結(jié)果。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1陽極氧化用1090硬態(tài)鋁合金的鑄造加工

設(shè)備要求：國內(nèi)最普通的水冷式鑄造器即可；晶粒細化劑采用市售的ai-ti-c0.15晶粒細化劑。

將一次電解后的鋁純度為99.90～99.92%的工業(yè)純鋁液放入熔煉爐，同時加入比例不少于20wt%的1090鋁合金冷料（最多不超過30wt%），熔煉溫度控制在710～725℃；熔煉完成后進行精煉，精煉溫度控制在700～710℃，精煉速度要快，并限制在45min之內(nèi)完成，精煉劑為六氯乙烷（c2cl6），用量控制在爐料總質(zhì)量的0.20～0.40%；精煉完成后，開始進行板錠鑄造，鑄造時采取雙絲（晶粒細化劑al-ti-c0.15）喂入的方式，在攪拌除氣箱前進行緩慢加入（添加速度控制在0.030～0.035m/s，用量為爐料總質(zhì)量的150～200ppm）；采取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧锊郾胤绞剑诹锊勰┒诉M行火焰加熱并調(diào)節(jié)火焰大小，最終保證鑄造溫度穩(wěn)定在690～700℃，鑄造速度控制在50mm/min，鑄造完成后進行板錠鋸切，如圖1所示，檢測結(jié)果表明晶粒度達到一級，且表面均勻一致性良好，在后續(xù)的加工過程中底紋現(xiàn)象也大大消除，為符合bsen573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠。

最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。