[发明专利]一种锶含量大于10wt%的铝锶中间合金卷材的制备方法

说明书

本发明提供了一种锶含量大于10wt％的铝锶中间合金卷材的制备方法，通过在挤压腔体中设计大变量挤压通道，腔体温度控制系统，设计挤压过程参数，使高浓度铝锶中间合金Al₄Sr粒子尺寸和力学性能得到很大改善，实现了可在线添加的高浓度铝锶合金卷材生产，同时其变质孕育期短，变质衰退速率慢，产品质量得到提升。得到的铝锶中间合金，按质量含量计，包括14.0‑16.0wt％的Sr、＜0.20％的Si、＜0.30wt％的Fe、余量的Al。实验结果表明，本发明提供的铝锶中间合金中Al₄Sr粒子为平均尺寸2‑5μm；在5s内即可达到最优变质效果；在线添加情况下实收率大于95％；与常规铝锶合金对比，变质衰退速率低，60分钟烧损率小于20％，本发明提供的制备方法简单，易于控制，适用于大规模工业生产。

技术领域

本发明属于金属材料领域，尤其是一种铝锶中间合金卷材的制备方法。

背景技术

在铸造Al-Si合金中，存在片状的共晶硅和粗大的形状复杂的初晶硅，粗大的Si相严重地割裂了基体，降低了合金的强度和塑性，恶化了合金的性能。在工业上采用变质处理来改变Si相的显微组织形态，使其以较小的尺寸均匀分布在基体中，进一步提高合金的综合性能。锶变质效果好、用量小，而且具有长效性、重熔性，变质温度范围广。一般使用Al-Sr中间合金用于亚共晶及共晶铝硅合金的变质。

传统的铝锶中间合金包括铸锭、铸条、线材及卷材产品。其中铸锭、铸条及线材一般在熔炼炉、转铝包加入。由于锶化学性质活泼，在加入后会出现随着熔炼时间的延长，锶逐渐衰减的现象，导致铝锶中间合金加入后合金中Sr含量无法精确控制，且变质效果不稳定的现象；卷材产品一般在转铝包或流槽在线加入，避免了锶氧化衰减的现象，但由于锶变质存在孕育期稍长的特点，导致变质效果不稳定，影响最终产品的质量。

同时铝锶合金力学性能受锶含量的影响，传统加工方式最高只能生产锶含量为10％的卷材产品，当锶含量进一步提高时，产品力学性能达不到缠卷的水平，同时在线添加时会出现断杆现象，导致现场不能实现连续的生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种锶含量大于10wt％的铝锶中间合金卷材的制备方法，力学性能更加优异，满足缠卷的要求。在线添加时变质效果更加稳定，有利于产品的质量控制。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明公开的第一方面是提供一种铝锶中间合金卷材的制备方法，包括依次进行的如下步骤：

第一步，将纯度为99.7％-99.95％的铝料加入电炉熔化成铝液，在铝液温度达到700-800℃条件下，加入精炼剂除气精炼，制得铝液；

进一步的，优选除气时间10-15min，除气完毕后进行清渣处理。

第二步，在700-1300℃时，将金属锶加入铝液中，保持铝液温度为700-1300℃，合金化30-60分钟后制得铝锶合金液，铝与锶的质量比为84-86:14-16；

优选的，在700-1100℃的条件下使用加料机加入金属锶，进一步的，将加料时间设定为5-30min，加料过程中电磁搅拌电压设定为200-400v。优选的，加料完毕后调整熔体温度至800-1200℃，进行合金化30-60分钟，合金化期间电磁搅拌电压调整为200v。进一步的，调整熔体温度至700-1200℃第二次进行除气精炼操作，除气精炼完毕后将表面浮渣清理干净。

第三步，将铝锶合金液在700-1300℃下，浇铸制备板材；

优选的，调整熔体温度至700-1000℃进行浇铸，铸机转速为2-5r/min，使合金液快速凝固。

第四步，将板材通过挤压机形成线材，提前将挤压机腔体安装至挤压机内，开启挤压机进行空转。通过对结晶轮喷淋水的控制使铸条温度处于350-450℃之间。挤压开始后开启挤压腔体冷却水，控制挤压温度在350-450℃之间。