一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝及設備的制作方法
【專利摘要】本發明公開的種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是：其包括以下步驟：將芯材熔化為鋁液后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后經流槽流入復合區；在鑄軋設備上設置有用于卷皮材的卷取機，復合時，卷取機上的皮材直接進入復合區與芯材（鋁液）表面接觸，再通過鑄軋機連續軋制出冶金結合的鋁鋁復合板帶。解決了現有鋁鋁鋁合金復合板帶復合工藝復雜，周期長，成本高、復合界面不能達到冶金結合的問題，使鋁鋁冶金結合復合板帶的結合界面之間實現冶金結合，達到縮短生產周期，減少生產工序、提高效率、降低生產成本、提高產品質量的目的。
【專利說明】一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝及設備
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明屬于一種散熱器用的鋁合金冶金鑄軋帶生產【技術領域】，具體涉及一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝及設備。廣泛適用于多合金牌號的鋁鋁合金復合板帶的生產。
技術背景
[0003]隨著科學技術的飛速發展，通過各種不同連接方法將不同金屬材料復合為一體，制備成金屬復合板，得到單層金屬材料所不具有的物理、化學性能以及力學特性，滿足高強度、耐腐蝕、抗疲勞性、工作溫度下穩定性好的要求，同時可降低成本。因此，開發研制新型金屬復合材料具有十分緊迫的現實意義，也必將帶來顯著的經濟效益和社會效益。
[0004]金屬冶金結合的復合材料是由兩種或兩種以上金屬經金屬的界面間原子相互擴散而形成的結合的復合而形成的一種新型材料，由于其工藝的先進性和材料本身的技術特性，因而金屬復合板材具有單種金屬材料不可比擬的優點。鋁鋁鋁合金復合帶即是一種近幾年發展起來的新型的復合材料，他是由4系/3系/4系或4系/3系/7系等鋁合金牌號經過鑄錠等復合的生產工序而制作的一種新型復合材料。它廣泛用于汽車散熱系統和其它制冷系統。具有耐腐蝕、高強度、散熱性能好、生產成本低的特點。
[0005]傳統的散熱器用的鋁鋁鋁合金復合板帶的生產工藝是:芯材和皮材需分別經過鑄錠、退火、銑面、熱扎、矯直、下料切邊等工序制成芯材和皮材的復合坯料,然后再將復合坯料皮材+芯材或皮材+芯材+皮材經點焊固定熱扎后、再用鋁鑄軋機經多次冷扎后復合為一體，不僅生產工序多，周期長，成本高，而且對鋁鑄軋的壓制力有一定的要求，使投資成本增大。且生產出的鋁鋁合金復合板帶的復合界面不能達到冶金結合，在后期的深加工中有時還會出現分層脫裂、折彎斷裂等缺陷。
[0006]發明目的
本發明的目的是提出一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝及設備，解決了現有鋁鋁鋁合金復合板帶復合工藝復雜，周期長，成本高、復合界面不能達到冶金結合的問題，使鋁鋁冶金結合復合板帶的結合界面之間實現冶金結合，達到縮短生產周期，減少生廣工序、提聞效率、降低生廣成本、提聞廣品質量的目的。
[0007]本發明實現上述目的采取的技術方案是:一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其步驟是:將芯材熔化為鋁液后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后經流槽流入復合區；在鑄軋設備上設置有用于卷皮材的卷取機，復合時，卷取機上的皮材直接進入復合區與芯材(鋁液)表面接觸，再通過鑄軋機連續軋制出冶金結合的鋁鋁復合板帶。
[0008]本發明實現上述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備包括牌坊、鑄扎機、鑄嘴裝置和卷取機，所述卷取機為二臺，其上卷有皮材-合金帶材，該皮材-合金帶材經導向及牽引機構直接導入鑄扎機前端的復合區，與鑄嘴裝置送入的芯材-液態基材表面接觸，通過鑄軋機軋輥連續軋制出冶金結合的金屬復合板帶。
[0009]本發明所述的卷取機上卷取機固定在牌坊上，下卷取機固定在牌坊前下方的地坑中。
[0010]本發明在所述卷取機的出口部位均設置有對皮材-合金帶材的復合面進行刷磨的刷磨機。
[0011]本發明還設置有除濕裝置，該除濕裝置包括加熱器和熱風噴管，熱風噴管固定在所述牌坊上鑄扎機的軋輥進口部位，對復合區域的軋輥和皮材-合金帶材進行連續吹烤除濕，使軋輥和皮材-合金帶材在復合時的溫度保持在150-200°C。
[0012]本發明所述的卷取機同軸設置。
[0013]本發明進一步在所述鋁液流入復合區前，在流槽的鋁液中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲。
[0014]本發明所述鋁液的靜置時間為10-16秒。
[0015]本發明所述皮材帶與芯材鋁液的接觸時間為1.3-1.6秒。
[0016]本發明所述皮材帶與芯材鋁液的的軋制時間為6-8秒。
[0017]本發明所述皮材 帶與芯材鋁液的的軋制速度為每分鐘250mm-1320mm。
[0018]本發明所述皮材帶與芯材鋁液的的軋制力為1300-1550KN。
[0019]本發明所述皮材帶與芯材鋁液的的熔合深度≥0.01_。
[0020]本新型鑄軋冶金結合的復合法實現了在鋁鑄軋機上進行鋁鋁復合的可能，減少了原生產工藝中芯料和皮料鑄錠到復合后冷軋的所有工序，實現了鑄軋卷復合，從鑄軋卷直接進行薄帶冷軋。可大大縮短生產周期，減少工序；提高生產效率，降低成本。本發明通過在鋁合金皮材與芯材鋁液的復合區域用高壓熱風對軋輥與鋁合金皮材進行連續吹烤，并使鋁合金皮材和軋輥上的溫度保持在100-150°C，當鋁合金皮材和軋輥的溫度高于150°C時，會出現性能變化現象；當鋁合金皮材和軋輥的溫度低于150°C時，達不到干燥的目的。由此使鋁合金皮材與芯材鋁液在冶金結合復合時不會產生水汽和形成氧化，避免了水分子凝結在鋁合金皮材復合界面形成水泡影響結合結合強度，保證了產品的后期加工質量。由于在芯材鋁液中加入0.2-0.5%鋁鈦硼絲(晶粒細化劑)。促使鋁鋁合金兩種金屬分子在結合瞬間相互微滲透，達到兩種金屬的冶金結合。徹底解決了后期深加工時開裂、斷裂、分層、脫落等現象，使成品率能達到98%以上，有效提聞成品率，降低生廣成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的結構示意圖。
[0022]圖中:1、皮材-合金帶材，2、卷取機，3、導向機構，4、刷磨機，5、牽引機構，牌坊，7、鑄扎機，8、鑄嘴裝置，9、加熱器，10、熱風噴管，11、地坑。
【具體實施方式】
[0023]本實施例為4系/3系/4系或4系/3系/7系等鋁合金牌號的新型復合材料。
[0024]實施例1
本實施例為4系/3系/4系鋁鋁冶金結合的復合帶板。其工藝步驟是:
將芯材一鋁錠按3系鋁配料完全熔化為鋁液后，放入天燃氣熔煉爐中進行熔化，將完全熔化后的鋁液流入靜置爐中靜置15分鐘后，經在線除氣、過濾后流入流槽進入復合區。同時，采用熱風對軋輥和不銹鋼板帶進行連續連續除濕，使不銹鋼板帶和軋輥的溫度控制在150-300 °C之間。熱風由外部提供(可以是電加熱或其它形式)，出風口設置在軋輥和不銹鋼帶進行連續的運動軌跡上，目的是使不銹鋼板帶和軋輥在復合區保持干燥，使其表面不會形成水汽和氧化。不銹鋼板帶可為兩層(厚度均為0.5-1.5mm),經導輥直接導入復合區與鋁液接觸，利用鋁液溫度在二者相結合的1.6秒時間內，形成不銹鋼板帶表面微熔化，熔合深度> 0.15mm,經板型分布器后,上軋棍機進行軋制,在軋制速度為每分鐘400mm,軋制力為1550KN下，軋制時間為6秒下瞬間不銹鋼鋁金屬表面分子相互滲透熔合，直接連續軋制出厚度為2.8-15mm的雙面不銹鋼鋁雙金屬復合板帶。為了進一步提高不銹鋼鋁復合板帶的強度，在鋁液流入復合區前，在鋁液中加入鋁鈦硼絲。鋁鈦硼絲(SX-Al-T1-B含鈦5%、含硼1%)是一種晶粒細化劑，起到改善鋁合金熔體內部組織、細化晶粒的作用。本實施例是在鋁液流槽中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲，利用鋁液的溫度使其熔化，促使鈦鋁金屬在結合的瞬間形成兩種金屬分子的相互微滲透，達到冶金復合的目的。同時，在不銹鋼板帶與鋁液復合前通過設置刷磨機等裝置對其復合面進行去氧化處理，達到冶金結合的目的。
[0025]如圖1所示:本實施例實現上述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備主要包括鑄扎機7、卷取機2、加熱器9和刷磨機4，鑄扎機7采用的是公知的水平式鋁鑄扎機，其固定在牌坊6上，用于將芯材-鋁液基材送入復合區的鑄嘴裝置8的前端位于鑄扎機7鑄扎棍的進口部位的復合區部位，后端與鋁液流槽連通。卷取機2 (也叫開卷機)采用的是常規設備，作用是將需復合的皮材-合金帶材I卷入其上。卷取機2為二臺，其中上卷取機固定在牌坊6上，下卷取機固定在牌坊下方的地坑11中。上、下卷取機均同軸設置。上、下卷取機上的皮材-合金帶材I分別經導向機構3、牽引機構5直接導入鑄軋機軋輥前端的復合區，與由鑄嘴裝置8送入的芯材-鋁液基材表面接觸，然后通過鑄軋機軋輥連續軋制出冶金結合的復合板帶。導向機構3采用的是常規的導向棍，牽引機構5采用的是常規的牽引機。
[0026]為了進一步加強冶金結合強度，去除復合合金帶材復合面的氧化物，在卷取機2的出口部位均設置有刷磨機4，對皮材-合金帶材I的復合面進行刷磨。刷磨機采用的也是常規的設備，安裝在卷取機與鑄扎機7之間，靠近卷取機的位置。
[0027]為避免空氣濕度對復合強度的影響，設置有除濕裝置。該除濕裝置由加熱器9和熱風噴管10組成，加熱器9采用的是電加熱，即在一密閉的箱體內設置電加熱絲，加熱生產的熱風通過高壓泵引入熱風噴管10，熱風噴管10固定在牌坊6上鑄扎機的軋輥進口部位，對復合區域的軋輥和皮材-合金帶材進行連續吹烤除濕，使軋輥和皮材-合金帶材在復合時的溫度保持在150-200°C。當銅帶和軋棍的溫度高于200°C時,會出現氧化現象；當銅帶和軋輥的溫度高于150°C時，達不到干燥的目的。
[0028]由此使銅板帶與鋁液在復合時不會產生水汽和形成氧化，避免了水分子凝結在銅鋁復合界面形成水泡影響結合結合強度，保證了產品的后期加工質量。
[0029]生產時，將鋁錠放入天燃氣熔煉爐中進行熔化，將完全熔化后的鋁液流入靜置爐中靜置后，經在線除氣、過濾后流入流槽通過鑄嘴裝置8送入復合區，同時，卷取機2上的皮材-合金帶材I在導向機構3和牽引機構5作用下直接導入復合區；刷磨機對導入的皮材-合金帶材I的復合面進行去除復合面氧化物處理，除濕裝置對復合區域的軋輥和皮 材-合金帶材進行連續吹烤除濕，使軋制的復合板帶的結合界面達到冶金結合。
【權利要求】
1.一種連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是:其包括以下步驟:將芯材熔化為鋁液后，經靜置爐靜置、在線除氣、過濾后經流槽流入復合區；在鑄軋設備上設置有用于卷皮材的卷取機，復合時，卷取機上的皮材直接進入復合區與芯材(鋁液)表面接觸，再通過鑄軋機連續軋制出冶金結合的鋁鋁復合板帶。
2.一種實現要求I所述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備包括牌包括固定在牌坊(6)上的鑄扎機(7)和鑄嘴裝置(8)，其特征是:還包括卷取機(2)，所訴卷取機為一臺或二臺，其上卷有皮材-合金帶材(I )，該皮材-合金帶材經導向及牽引機構直接導入鑄扎機(7)前端的復合區，與鑄嘴裝置(8)送入的芯材-液態基材表面接觸，通過鑄軋機軋輥連續軋制出冶金結合的金屬復合板帶。
3.根據權利要求1所述的連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是:所述鋁液流入復合區前，在流槽的鋁液中加入0.2-0.5%的鋁鈦硼絲。
4.根據權利要求1所述的連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是:所述招液的靜置時間為10-16秒。
5.根據權利要求1所述的連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是:所述皮材帶與芯材鋁液的接觸時間為1.3-1.6秒。
6.根據權利要求1所述的連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝，其特征是:所述皮材帶與芯材鋁液的的熔合深度> 0.01_。
7.根據權利要求2所述的所述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備，其特征是:所述的卷取機上卷取機固定在牌坊上，下卷取機固定在牌坊(6)前下方的地坑(11)中。
8.根據權利要求2所述的所述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備，其特征是:在所述卷取機(2)的出口部位均設置有對皮材-合金帶材(I)的復合面進行刷磨的刷磨機(4)。
9.根據權利要求2所述的所述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備，其特征是:還設置有除濕裝置，該除濕裝置包括加熱器(9)和與其連通的熱風噴管(10)，熱風噴管固定在所述牌坊(6)上鑄扎機(7)的軋輥進口部位，對復合區域的軋輥和皮材-合金帶材進行連續吹烤除濕，使軋輥和皮材-合金帶材在復合時的溫度保持在150-200°C。
10.根據權利要求2所述的所述連續鑄軋的鋁鋁冶金結合復合板帶的生產工藝的設備，其特征是:所述的卷取機同軸設置。
【文檔編號】B21B45/00GK103599934SQ201310501989
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】郭紅慶, 田凱 申請人:洛陽市偉創復合材料科技有限公司, 郭紅慶