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铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-03 09:56:31

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 续培文 | 2023-11-03 09:56:31

本发明提供了一种铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用。该制备方法包括:将铝锭熔化,得到铝熔融液,并经第一精炼处理、第二精炼处理及晶粒细化处理,以使第二精炼铝液包括Mg元素4.5~6%、Si元素0.2~0.5%、Fe元素0.15~0.4%、Cu元素0.05~0.15%、Ti元素0.1~0.2%、Mn元素0.05~0.2%、Sc元素0.05~0.2%、Zr元素0.05~0.6%,余量为Al元素;然后依次进行在线除气、除渣、浇铸、轧制、退火、拉拔及退火处理,得到铝镁硅钪锆合金丝。

本发明的主要目的在于提供一种铝镁硅钪锆合金丝、其制备方法及应用,以解决现有的铝硅钪合金的性能较好,但成本较高的问题。为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种铝镁硅钪锆合金丝的制备方法,该制备方法包括:将铝锭熔化,得到铝熔融液;使铝熔融液与第一精炼剂进行第一精炼处理,得到第一精炼铝液;将第一精炼铝液与镁剂、硅剂、钪剂、锆剂及第二精炼剂进行第二精炼处理,得到第二精炼铝液;对第二精炼铝液进行晶粒细化处理,以使第二精炼铝液包括Mg元素4.5~6%、Si元素0.2~0.5%、Fe元素0.15~0.4%、Cu元素0.05~0.15%、Ti元素0.1~0.2%、Mn元素0.05~0.2%、Sc元素0.05~0.2%、Zr元素0.05~0.6%,余量为Al元素;使经过晶粒细化处理过程得到的铝液依次进行在线除气、除渣、浇铸、轧制、退火、拉拔及退火处理,得到铝镁硅钪锆合金丝。

高速列车的铝合金车体是以大型扁宽薄壁铝合金型材作为骨架的焊接结构件,焊接可减少40%的车辆制造工作量,从而降低车辆制造成本。开发高性能铝型材配用焊丝是铝型材焊接的保证。目前,轨道交通用高性能铝镁硅合金焊丝主要依靠进口,因此,开发新型铝镁硅合金焊丝制备工艺,不断提高国产铝焊丝的质量,成为当前铝型材配用焊丝研发的重点工作。

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制备方法中,钪元素对铝合金有效的晶粒细化与再结晶抑制作用,可细化铝硅合金基体晶粒,提高其可焊性;引入Zr元素替代部分Sc元素,可有效降低铝硅钪合金丝的生产成本。且在第二精炼铝液中各组分的协同作用下,使得该方法制备出的铝合金丝组织均匀,成分偏析小,杂质含量少,并显著提高铝合金丝抗拉强度和伸长率等的综合力学性能。同时相比于钪元素,锆元素具有价格低廉的优点。因而采用上述方法制得铝镁硅钪锆合金丝不仅能够降低铝镁硅钪锆合金丝的制备成本,还能够使其具有较高的抗拉强度和伸长率等的综合力学性能。

本申请的另一方面还提供了一种铝钪中间合金,铝钪中间合金采用上述制备方法制得。上述制备方法中,钪元素对铝合金有效的晶粒细化与再结晶抑制作用,可细化铝硅合金基体晶粒,提高其可焊性;引入Zr元素替代部分Sc元素,可有效降低铝硅钪合金丝的生产成本。且在第二精炼铝液中各组分的协同作用下,使得该方法制备出的铝合金丝组织均匀,成分偏析小,杂质含量少,并显著提高铝合金丝抗拉强度和伸长率等的综合力学性能。

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