[发明专利]一种超大卷重铝合金盘圆杆料的制备工艺

说明书

本发明涉及一种超大卷重铝合金盘圆杆料的制备工艺，其包括如下工序：S1、将铝合金熔体采用水平连续铸造方法得到直径为目标杆料直径2.5‑3.5倍的成卷铝合金盘圆杆坯；S2、将成卷铝合金盘圆杆坯在热循环炉内加热到均匀化温度保温6‑12h，随炉冷却到220‑280℃后出炉空冷，得到均匀化处理的成卷铝合金盘圆杆坯；S3、将成卷铝合金盘圆杆坯放料、校直、在线感应加热后送入热连轧机连续轧制成目标直径的杆料；热连轧总压下量≥85％；S4、收排成卷。本发明相比现有技术，更适于生产超大卷重高强度、高性能、难变形的铝合金棒材，具有投资小、工艺简单、操作方便、生产灵活、成材率高、生产成本低等特点。

技术领域

本发明属于金属塑性加工技术领域，尤其涉及一种超大卷重铝合金盘圆杆料的制备工艺。

背景技术

随着我国先进装备领域轻量化结构与关键零部件制造企业自动化、智能化技术发展的升级，急需解决超大卷重(单卷重量超过1000Kg)高性能铝合金材料的“卡脖子”问题。例如，2xxx和7xxx系高强铝合金由于其良好的剪切性能和铆接性能，被大量应用于制造紧固件，主要包括螺栓、螺钉、铆钉等产品。随着我国航空航天、汽车、军用产品制造领域所需的高强度轻量化铝合金紧固件越来越多，用于制造铆钉及螺栓的棒线材的需求也日益增加。当前，国内铝合金棒线材的制备方法包括连铸连轧、半连续铸锭-热挤压以及半连续铸棒-热连轧等。

连铸连轧工艺虽然在理论上不受重量限制，能生产出无限长无接头的铝合金棒材，但是这种工艺仅适用于一些中低强度的铝合金，目前主要大规模生产1xxx和少量6xxx等较低强度的铝及铝合金线杆材。由于2xxx和7xxx系铝合金属于超高强度和难变形的合金，在变形过程中表现出较窄的热加工范围，因此连铸连轧工艺并不适用于或不能用于高强度铝合金棒线材的生产。

目前，2xxx和7xxx高强铝合金棒材主流采用半连续铸锭-热挤压工艺生产，但因挤压速度极低，生产工序多(包括：半连续铸造→铸锭均匀化→铸锭加热→热挤压→在线淬火→自动牵引→锯切→拉伸矫直→人工时效处理等工序)，导致生产效率跟不上，在一定程度上限制了其大批量应用。此外，最重要的一点是“半连续铸锭-热挤压工艺”通常只能生产出短定尺或小卷重(最大卷重约为200Kg)的棒线材，而短定尺或小卷重的棒线材并不适合为高速自动化生产紧固件的配套设备/生产线提供原料，要想保证后续工艺生产能够顺利进行和高效率生产，必须使用大卷重甚至超大卷重的铝合金棒线材产品。

为此，近年来，业内开发了高效率的半连续铸棒-热连轧工艺，半连续铸棒坯料在多个机架中进行轧制，前后轧机孔型交替地压下轧件的宽向和高向，实现由大直径坯料到小直径棒材的加工变形。相比半连续铸锭-热挤压工艺只有几米较短的定尺，半连续铸棒-热连轧工艺可加工长度可达到10m左右的铸棒坯，经过连轧可以获得较大卷重(最大卷重可达300Kg)的高强铝合金棒线材。实际生产中，为了改善半连续铸大直径铸棒的枝晶偏析以提高合金的性能，与热连轧相匹配的设备成本投入相当大，包括大型加热炉和大型热粗轧、中轧、精轧轧机，且热轧棒坯在轧制过程中的温降(温度差)严重影响到铝合金棒线材性能及其均匀性。目前鲜少见到使用热连轧方式生产高性能、难变形的铝合金棒材的报道。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对目前铝合金棒材和线材生产技术特点以及现有技术存在的诸多局限性，本发明提出一种超大卷重铝合金盘圆杆料的制备工艺，所述工艺相较于现有技术，更适用于生产超大卷重高强度、高性能、难变形的铝合金棒材，具有投资小、工艺简单、操作方便、生产灵活、成材率高、生产成本低等特点。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种超大卷重铝合金盘圆杆料的制备工艺，包括如下工序：

S1、合金盘圆杆坯水平连续铸造：将铝合金熔体采用水平连续铸造方法得到直径为目标杆料直径2.5-3.5倍的成卷铝合金盘圆杆坯；