阅读说明：本技术 一种制备5182铝合金带坯的方法 (Method for preparing 5182 aluminum alloy strip blank ) 是由 张开宝 张永卓 于 2020-07-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种制备5182铝合金带坯的方法,包括熔炼、静置炉精炼、在线精炼、变质处理、铸轧和卷取。本发明使用上铜下钢的铝合金铸轧辊套组合方式,在满足生产5182铝合金铸轧带坯的同时,也降低了生产成本,生产出具有竞争力的产品。并通过合理的成分配比、采用先进的前箱控流技术、以及一系列与铜辊套铸轧技术相匹配的工艺技术条件,最终生产出符合要求的产品。(The invention discloses a method for preparing a 5182 aluminum alloy strip blank, which comprises the steps of smelting, standing furnace refining, online refining, modification treatment, casting and rolling. The invention uses the combination mode of the aluminum alloy cast-rolling roller sleeve with upper copper and lower steel, meets the requirement of producing 5182 aluminum alloy cast-rolling strip blanks, reduces the production cost and produces competitive products. And finally producing the product meeting the requirements by reasonable component proportion, adopting advanced front box flow control technology and a series of process technical conditions matched with copper roller sleeve casting and rolling technology.)

一种制备5182铝合金带坯的方法

技术领域

本发明涉及铝合金带坯制备技术领域，具体涉及一种制备5182铝合金带坯的方法。

背景技术

5182属于Al-Mg-Si系合金,具有良好的成形加工性能、抗蚀性、焊接性，中等强度，用于制造交通车辆、船舶的钣金件、仪表等用途，使用范围广泛,是比较有发展前途的合金。但传统的热轧开坯法生产工艺复杂，生产成本高，严重制约了5182铝合金板带的市场化应用。

双辊连续铸轧法是将液态金属直接生产冷轧薄板坯的捷径，将铸造和热轧开坯等多道工序合并在连续铸轧一道工序完成，使板、带、箔生产工艺大大简化，在成本控制方面具有先天的优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备5182铝合金带坯的方法，以解决上述问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种制备5182铝合金带坯的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe≤0.15%、Mg4.3-4.8%、Mn0.25-0.35%，Ti0.030-0.050%、Cr≤0.10%、Si≤0.15%、Cu≤0.10%、Zn≤0.15%、杂质≤0.15%、余量为Al，铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为25-40%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在740-755℃，熔炼时间为8-12h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；本步骤通过合理添加各成分元素，在成分符合国标要求的前提下，尽可能降低5182合金的固液两相区温差，降低铸轧过程中的中心偏析倾向；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入150-250kg同牌号冷料，精炼温度控制在730-750℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；本步骤通过向静置炉内添加同牌号固体废料的办法，增加熔体中活性结晶核心，再通过合理的设定精炼周期，尽可能减少熔体的过烧，保证熔体结晶后的冶金质量。

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为2-6kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度38-50mm，前箱温度控制在710-720℃，铸轧速度控制在700-1000mm/min，冷却水温度为20-35℃，获得厚度为8.5±0.2mm的铸轧坯料；本步骤设计新的铜辊套铸轧技术，相较于常规钢辊套，铜辊套具有更强的冷却能力，可用于生产常规钢辊套铸轧方式不能生产的一些合金；当前5182合金带材的常规生产方式是铸锭+热轧，采用铝液直接铸轧的方式生产5182合金带材，从而实现用短流程的铸轧生产方式替代传统热轧生产方式，省去了铝锭重熔、铸锭、铣面、均热、热轧等加工工序，提高了成材率，在降低生产成本的同时节约了能源，属于绿色环保的加工方式；铸轧轧辊辊套采用上铜下钢的组合方式，不仅可以铸轧生产出5182合金板材，相较于双铜辊套组合还可以降低生产成本，提高产品的竞争力；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷。

步骤一中所述的各组分均以中间合金的形式添加。通过使用中间合金配制5182铝合金熔体，不使用合金添加剂，显著减少夹渣和微量夹杂元素进入铝熔体，与常规的合金添加剂相比，可以改善熔体的纯净度。

步骤五中所述的铸轧机的上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为5-10mm。通过采用上辊（铜辊套）辊径比下辊（钢辊套）辊径大的办法，合理分配上下辊热量传递，改善带坯内部质量。

步骤五中所述的高精度激光控流系统控制前箱液位波动幅度≤±0.3mm。通过采用先进的激光控流系统来稳定前箱液面，将前箱液位波动幅度控制在≤±0.3mm，与常规的机械杠杆稳流器相比有明显的精度优势，可以显著改善板面因前箱液面波动而造成的横纹缺陷。

本发明相较于现有技术的有益效果为：

本发明充分利用铜合金辊套冷却能力强的特点，铸轧法制备5182铝合金带坯可以显著降低生产成本，极具市场竞争力。

本发明使用上铜下钢的铝合金铸轧辊套组合方式，在满足生产5182铝合金铸轧带坯的同时，也降低了生产成本，生产出具有竞争力的产品。并通过合理的成分配比、采用先进的前箱控流技术、以及一系列与铜辊套铸轧技术相匹配的工艺技术条件，最终生产出符合要求的产品。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

一种制备5182铝合金带坯的方法，包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe≤0.15%、Mg4.3-4.8%、Mn0.25-0.35%，Ti0.030-0.050%、Cr≤0.10%、Si≤0.15%、Cu≤0.10%、Zn≤0.15%、杂质≤0.15%、余量为Al，各组分均以中间合金的形式添加；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为25-40%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在740-755℃，熔炼时间为8-12h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入150-250kg同牌号冷料，精炼温度控制在730-750℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为2-6kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套，上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为5-10mm；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液位波动幅度≤±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度38-50mm，前箱温度控制在710-720℃，铸轧速度控制在700-1000mm/min，冷却水温度为20-35℃，获得厚度为8.5±0.2mm的铸轧坯料；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷，得到内部质量、表面质量、力学性能符合要求的产品。

实施例1：

一种制备5182铝合金带坯的方法，包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe0.13%、Mg4.3%、Mn0.25%，Ti0.030%、Cr0.09%、Si0.12%、Cu0.08%、Zn0.07%、杂质0.14%、余量为Al，各组分均以中间合金的形式添加；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为25%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在740-745℃，熔炼时间为8h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入150kg同牌号冷料，精炼温度控制在730-735℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为2kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套，上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为5mm；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液位波动幅度≤±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度38mm，前箱温度控制在710-713℃，铸轧速度控制在700mm/min，冷却水温度为20℃，获得厚度为8.7mm的铸轧坯料；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷，得到内部质量、表面质量、力学性能符合要求的产品。

实施例2：

一种制备5182铝合金带坯的方法，包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe0.15%、Mg4.8%、Mn0.35%，Ti0.050%、Cr0.10%、Si0.15%、Cu0.10%、Zn0.15%、杂质0.15%、余量为Al，各组分均以中间合金的形式添加；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为40%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在750-755℃，熔炼时间为12h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入250kg同牌号冷料，精炼温度控制在745-750℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为6kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套，上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为10mm；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液位波动幅度≤±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度50mm，前箱温度控制在717-720℃，铸轧速度控制在1000mm/min，冷却水温度为35℃，获得厚度为8.3mm的铸轧坯料；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷，得到内部质量、表面质量、力学性能符合要求的产品。

实施例3：

一种制备5182铝合金带坯的方法，包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe0.13%、Mg4.5%、Mn0.28%，Ti0.035%、Cr0.09%、Si0.12%、Cu0.08%、Zn0.07%、杂质0.15%、余量为Al，各组分均以中间合金的形式添加；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为32%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在745-750℃，熔炼时间为10h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入220kg同牌号冷料，精炼温度控制在740-745℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为3kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套，上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为8mm；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液位波动幅度≤±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度39mm，前箱温度控制在715-718℃，铸轧速度控制在910mm/min，冷却水温度为29℃，获得厚度为8.6mm的铸轧坯料；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷，得到内部质量、表面质量、力学性能符合要求的产品。

实施例4：

一种制备5182铝合金带坯的方法，包括如下步骤：

步骤一、熔炼：

熔体由以下重量百分比的组分组成：Fe0.15%、Mg4.7%、Mn0.34%，Ti0.032%、Cr0.09%、Si0.14%、Cu0.08%、Zn0.10%、杂质0.12%、余量为Al，各组分均以中间合金的形式添加；铝锭以及同牌号废料等固体物料占熔体总重量的配比范围为33%，其他为电解铝液，熔炼温度控制在746-752℃，熔炼时间为9h；熔炼炉第一次精炼采用喷粉精炼，添加合金后的精炼采用CCl₄精炼，载体均为氩气；

步骤二、静置炉精炼：

对步骤一得到的熔体进行静置炉精炼，静置炉采用氩气精炼，每次精炼前加入210kg同牌号冷料，精炼温度控制在738-743℃，精炼时间30min，每4h精炼一次；

步骤三、在线精炼：

对步骤二得到的产物进行除气，除气箱采用氮化硅转子在线除气，在线精炼气体为氩气+氯气的混合气体，过滤箱采用30PPI+50PPI双级陶瓷过滤板过滤熔体；

步骤四、变质处理：

对步骤三得到的熔体进行变质处理，变质剂采用Al-5Ti-1B合金，加入量为4kg/t；

步骤五、铸轧：

对步骤四得到的熔体进行铸轧，采用双辊倾斜式铸轧机，铸轧机上辊采用铜合金辊套，下辊采用钢辊套，上辊辊径大于下辊辊径，辊径差为5mm；前箱采用高精度激光控流系统控制液位高度，前箱液位波动幅度≤±0.3mm；辊面润滑采用石墨喷涂工艺；铸轧区长度43mm，前箱温度控制在713-715℃，铸轧速度控制在875mm/min，冷却水温度为31℃，获得厚度为8.4mm的铸轧坯料；

步骤六、卷取：

将生产的铸轧带材进行卷取，按要求重量切卷，得到内部质量、表面质量、力学性能符合要求的产品。