阅读说明：本技术 一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法 (Method for improving surface quality of 5-series aluminum alloy slab ingot ) 是由 杨昆 张海平 张国良 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及5系铝合金扁锭生产技术领域,公开了一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法。该方法包括以下步骤：(1)在铸造5系铝合金扁锭前,将结晶器内壁打磨光滑；(2)在浇铸过程中,采用自动加油装置向结晶器中加润滑油,并通过合理设置加油频率,使加油频次与铸造速度和脱模情况相匹配,其中,所述加油频次为1/10/2/2；(3)对铸造的扁锭进行铣面加工,得到成品。本发明通过合理设置加油频次,将加油频次设置为1/10/2/2,可以很好地和浇铸速度相匹配,拥有合适的润滑度,保证了铸锭的顺利脱模,最终制备的5系铝合金扁锭表面质量良好,没有拉痕、拉裂及冷隔缺陷。(The invention relates to the technical field of 5-series aluminum alloy slab ingot production, and discloses a method for improving the surface quality of a 5-series aluminum alloy slab ingot. The method comprises the following steps: (1) before casting a 5-series aluminum alloy slab ingot, polishing the inner wall of a crystallizer to be smooth; (2) in the casting process, an automatic oiling device is adopted to add lubricating oil into a crystallizer, and the oiling frequency is reasonably set to match the casting speed and the demolding condition, wherein the oiling frequency is 1/10/2/2; (3) and (4) carrying out face milling processing on the cast slab ingot to obtain a finished product. According to the invention, the oiling frequency is reasonably set to 1/10/2/2, so that the oiling frequency can be well matched with the casting speed, the casting ingot has proper lubrication degree, the smooth demolding of the cast ingot is ensured, and the finally prepared 5-series aluminum alloy flat ingot has good surface quality and does not have the defects of pull marks, pull cracks and cold shut.)

一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法

技术领域

本发明涉及5系铝合金扁锭生产技术领域，具体涉及一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法。

背景技术

5xxx系铝合金是铝-镁系合金，属于热处理不可强化的铝合金，该合金具有良好的抗腐蚀性与可焊接性，尤其是是5052、5754等，是一种应用非常广泛的材料。但是5xxx系铝合金扁锭在铸造过程中，因含有较高的Mg元素及其他杂质元素，使得铝液熔体粘度较大,流动性较差，浇铸后大扁锭锭面容易产生偏析瘤、冷隔、拉裂、夹渣等缺陷，对下一道工序及成品率造成很大的影响。

扁铸锭铸造加工完成后，主要是通过锯切铣面从而使扁锭表面光滑整齐，满足热轧后续轧制的要求。不同原因产生的表面缺陷，均有一些共同的特征:扁锭表面不好,呈现出上述所示的各种凹凸缺陷，影响扁锭表面美观，严重时正常铣面无法消除该缺陷,需通过加大铣面量等方法来消除此类缺陷，有一些浅表层的缺陷无法铣掉，热轧后会出现夹渣孔洞等致命缺陷。对扁锭的成品率有着极大的影响。一般情况下，扁锭的铣面厚度控制为8-12mm，扁锭表面缺陷的深度若大于12mm则会影响扁锭的成品率。

目前5xxx系铝合金扁锭表面缺陷的产生是铝合金扁锭成品率控制的难点，产生表面缺陷的原因很多，给分析、整改带来了很大的困难。铝合金坯锭铸造是一个缓慢的、包含了高温到低温冷却的复杂凝固过程，而且这一过程是在持续高于一般油品燃点以上温度进行的。作为润滑剂的油量，既不能过多也不能过少。润滑油量过多，易产生燃烧而影响工作环境、生产安全和产品质量；润滑油量太少，则达不到润滑目的。因此，铸造润滑油只能微量连续不断的可控注入，使其均匀分布于结晶器内腔壁上，并保持润滑油在结晶器横断面上的均匀分布，通过润滑油的均匀添加注入实现铸锭长度润滑条件的一致性。出油不畅或出油不匀都可能会使铸锭表面产生附加缺陷，而导致铸锭缺陷增加或报废。因此要想保证铸锭的表面质量，必须特别注重出油频次和供油的均匀性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的加润滑油频次与铸造速度和脱模情况不匹配，生产的5系铝合金扁锭表面存在缺陷的问题，提供一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法，该方法生产的扁锭表面质量良好，没有拉痕、拉裂及冷隔等缺陷。

为了实现上述目的，本发明提供了一种改善5系铝合金扁锭表面质量的方法，该方法包括以下步骤：

(1)在铸造5系铝合金扁锭前，将结晶器内壁打磨光滑；

(2)在浇铸过程中，采用自动加油装置向结晶器中加润滑油，并通过合理设置加油频率，使加油频次与铸造速度和脱模情况相匹配，其中，所述加油频次为1/10/2/2；

(3)对铸造的扁锭进行铣面加工，得到成品。

优选地，所述5系铝合金为5052或5754铝合金。

优选地，该方法可以减少5系铝合金扁锭的表面缺陷，其中，所述缺陷为冷隔、拉裂和角裂。

优选地，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸速度为43-45mm/min。

优选地，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸温度为702-719℃。

更优选地，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸温度为705-718℃。

优选地，在步骤(2)中，润滑油的温度为30-40℃。

更优选地，在步骤(2)中，润滑油的温度为33-37℃。

优选地，在步骤(2)中，还包括降低结晶器液位，缩短有效结晶区间。

优选地，在步骤(3)中，得到的扁锭成品的规格为厚度×宽度×长度＝(490-510)mm×(1180-1230)mm×(5000-6000)mm。

本发明通过合理设置加油频次，将加油频次设置为1/10/2/2，可以很好地和浇铸速度相匹配，拥有合适的润滑度，保证了铸锭的顺利脱模，最终制备的5系铝合金扁锭表面质量良好，没有拉痕、拉裂及冷隔缺陷。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明所述的改善5系铝合金扁锭表面质量的方法，包括以下步骤：

(1)在铸造5系铝合金扁锭前，将结晶器内壁打磨光滑；

(2)在浇铸过程中，采用自动加油装置向结晶器中加润滑油，并通过合理设置加油频率，使加油频次与铸造速度和脱模情况相匹配，其中，所述加油频次为1/10/2/2；

(3)对铸造的扁锭进行铣面加工，得到成品。

本发明通过对结晶器进行打磨、合理设置加油频次，保证结晶器内壁与铸锭间的润滑，减少结晶器与铸锭周边摩擦力以及对成品进行铣面，特别是通过合理设置加油频次，可以制备出表面无缺陷的5系铝合金扁锭。

在本发明中将加油频次调整为1/10/2/2后，可以大大降低5系铝合金扁锭表面缺陷，改善表面质量。1/10/2/2表示一个加油周期为10s，注油器进2次油，结晶器出2次油。

本发明所述的自动加油装置的结构为：结晶器本体的上部设置有环形油槽，结晶器本体上压置有环形压板，环形压板用于封闭环形油槽；结晶器本体内还设置有出油毛细孔，出油毛细孔的进油口与环形油槽连通，出油口与结晶器本体的内腔连通，出油毛细孔为多个，多个出油毛细孔围绕结晶器本体的内腔分布。在结晶器本体上部设置了环形油槽，环形压板将环形油槽封闭住，从而形成封闭结构。另外出油毛细孔也嵌于结晶器本体内，因此整个供油通道为封闭结构，避免了杂物的进入，确保供油的畅通性。另外，围绕结晶器本体内腔设置的多个出油毛细孔能够确保出油的均匀性，提升铸锭的表面质量，提高生产效率。

本发明所述的方法可以用于制备本领域常见的5系铝合金扁锭，尤其适用于制备5052或5754铝合金扁锭。

在具体实施方式中，本发明所述的方法可以减少5系铝合金扁锭表面的冷隔、拉裂和角裂缺陷。

在本发明所述的方法中，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸速度为43-45mm/min；具体地，例如可以为43mm/min、为43.5mm/min、44mm/min、44.5mm/min、45mm/min以及这些点值中任意两个所构成范围中的任意值；优选情况下，浇铸速度为44mm/min。

在本发明所述的方法中，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸温度为702-719℃；具体地，例如可以为702℃、704℃、706℃、708℃、710℃、712℃、714℃、716℃、718℃或719℃；优选情况下，在步骤(2)浇铸过程中，浇铸温度为705-718℃。

在本发明所述的方法中，在步骤(2)中，润滑油的温度为30-40℃；具体地，例如可以为30℃、32℃、34℃、36℃、38℃或40℃；优选情况下，在步骤(2)中，润滑油的温度为33-37℃。

在本发明所述的方法中，为了减少5系铝合金表面的缺陷，在步骤(2)中，还包括降低结晶器液位，缩短有效结晶区间。

在本发明所述的方法中，在具体实施方式中，在步骤(3)中，得到的扁锭成品的规格为厚度×宽度×长度＝(490-510)mm×(1180-1230)mm×(5000-6000)mm。

在本发明所述的方法中，还包括冷却过程，冷却水流量为6000-6900m³/h。

本发明所述技术方案为关键技术点，在具体实施中，还需要配合铝合金铸造常规操作进行实施。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1

本实施例用于说明制备5754铝合金扁锭。

(1)在铸造5系铝合金前，将结晶器内壁打磨光滑；

(2)在浇铸过程中，采用自动加油装置向结晶器中加润滑油，并将加油频次设置为1/10/2/2，使加油频次与铸造速度和脱模情况相匹配，其中浇铸速度为45mm/min，浇铸温度为702-710℃，油温为35℃；

(3)对铸造的扁锭进行铣面加工，得到500mm×1200mm×5500mm的成品扁锭A1。

实施例2

本实施例用于说明制备5252铝合金扁锭。

(1)在铸造5系铝合金前，将结晶器内壁打磨光滑；

(2)在浇铸过程中，采用自动加油装置向结晶器中加润滑油，并将加油频次设置为1/10/2/2，使加油频次与铸造速度和脱模情况相匹配，其中浇铸速度为43mm/min，浇铸温度为713-719℃，油温为30℃；

(3)对铸造的扁锭进行铣面加工，得到490mm×1230mm×6000mm的成品扁锭A2。

实施例3

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，浇铸速度为44mm/min，得到成品扁锭A3。

实施例4

按照实施例2的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，浇铸温度为705-711℃，得到成品扁锭A4。

对比例1

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，加油频次为1/10/1/1，得到成品扁锭B1。

对比例2

按照实施例2的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，加油频次为1/15/1/1，得到成品扁锭B2。

对比例3

按照实施例1的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，加油频次为1/10/2/1，得到成品扁锭B3。

对比例4

按照实施例2的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，加油频次为1/15/1/2，得到成品扁锭B4。

对比例5

按照实施例2的方法实施，不同的是，在步骤(2)中，加油频次为1/15/2/2，得到成品扁锭B5。

测试例

测试制备的5系铝合金扁锭A1-A4和B1-B5的铣面量，测试结果如表1所示。

表1

编号	牌号	加油频次	锭面质量	单侧铣面量mm
					A1	5754	1/10/2/2	优	6-7
A2	5052	1/10/2/2	优	6-7
					A3	5754	1/10/2/2	优	6-7
A4	5052	1/10/2/2	优	6-7
					B1	5754	1/10/1/1	优	10-12
B2	5052	1/15/1/1	优	10-12
					B3	5754	1/10/2/1	优	11-13
B4	5052	1/15/1/2	优	10-13
					B5	5052	1/15/2/2	优	11-12

通过表1的结果可以看出，采用本发明所述的方法，通过合理设置加油频次，制备的铸锭表面致密性大大提高，消除了拉裂、冷隔等表面缺陷的产生，提高了铸锭的成品率，而且后续加工时对表面进行铣面加工量减少，降低了能源消耗、金属损耗和工艺成本。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。