本發(fā)明屬于鋁合金加工領(lǐng)域，具體涉及一種陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金的鑄造加工工藝。

背景技術(shù)：

陽(yáng)極氧化用1090鋁合金，屬于目前國(guó)際以工業(yè)純鋁（鋁純度為≥99.90%，一般不超過(guò)99.93%）為基材，廣泛應(yīng)用于照明裝飾領(lǐng)域的最高等級(jí)的鋁合金產(chǎn)品，按其使用狀態(tài)，又分為陽(yáng)極氧化用軟態(tài)（含半軟態(tài)）產(chǎn)品及陽(yáng)極氧化用硬態(tài)產(chǎn)品，其中陽(yáng)極氧化用1090軟態(tài)（含半軟態(tài)）產(chǎn)品，以明光型反光用1090反光器（國(guó)內(nèi)也稱(chēng)為反光罩）為代表，產(chǎn)品以高亮度、高成型能力為特點(diǎn)，廣泛使用于室內(nèi)外及交通照明領(lǐng)域；而陽(yáng)極氧化用1090硬態(tài)產(chǎn)品，則以1090鏡面板為代表（德國(guó)安鋁所使用的1085鏡面板，是Ti含量超出BSEN 573-3-2009控制范圍后的產(chǎn)品，其母材鋁純度＞99.90%，故而業(yè)內(nèi)均將其納入1090鋁合金的范疇），產(chǎn)品具有高亮度無(wú)底紋的質(zhì)量特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在高端交通、裝飾、室內(nèi)外照明等領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)在交通照明裝飾領(lǐng)域的鋁合金產(chǎn)品，集中在中低端的1070及1050、1060等牌號(hào)鋁合金，反光率在60～70%，該類(lèi)產(chǎn)品的加工方法，除了DC（熱軋軋制）加工方式外，甚至還有CC（鑄軋軋制）軋制的方法生產(chǎn)，這種核心技術(shù)的缺失和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，不僅導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)1090高端陽(yáng)極氧化材料的投資風(fēng)險(xiǎn)升高，同時(shí)也致使我國(guó)開(kāi)發(fā)陽(yáng)極氧化產(chǎn)品高端化的步伐停滯不前。

陽(yáng)極氧化用1090鋁合金的具體加工工藝，隨其產(chǎn)品用途的不同而略有不同，但是，其最終必須經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化的工藝流程要求和基本相同的產(chǎn)品質(zhì)量需求，決定陽(yáng)極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品的典型的技術(shù)路線如下：

1）、陽(yáng)極氧化用硬態(tài)1090鋁合金典型技術(shù)路線

陽(yáng)極氧化用硬態(tài)1090鋁合金，其主要加工流程需要經(jīng)過(guò)板錠鑄造、板錠鋸切與銑面、板錠均勻化與熱加工、板錠冷加工、板材厚料清洗、板材中間熱處理、板材鏡面加工、板材拉矯與切邊、板材清洗與覆膜、板材陽(yáng)極氧化，等十個(gè)主要環(huán)節(jié)。但就技術(shù)難度而言，鏡面加工前的板錠鑄造、板錠熱加工、板錠冷加工與中間熱處理等四個(gè)環(huán)節(jié)，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)所在，并且，這四個(gè)環(huán)節(jié)還存在著相互制約與平衡的內(nèi)在關(guān)系，具體而言，陽(yáng)極氧化用硬態(tài)1090產(chǎn)品的典型技術(shù)路線如下：

板錠鑄造→→板錠鋸切與銑面→→板錠均勻化→→熱軋→→冷軋→→中間退火→→鏡面軋制→→拉矯切邊→→清洗覆膜→→陽(yáng)極氧化→→成品

2）、陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金典型技術(shù)路線

陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金產(chǎn)品，因用途用法與硬態(tài)產(chǎn)品存在明顯差異，故而在加工流程上也存在一定程度的差別，最典型的加工流程主要包含：板錠鑄造、板錠鋸切與銑面、板錠均勻化與熱加工、板錠冷加工、卷材清洗、卷材退火、卷材開(kāi)板、板材沖壓成型、陽(yáng)極氧化等九大環(huán)節(jié)，整個(gè)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)核心，仍舊集中在板錠鑄造、板錠均勻化與熱加工、板錠表面處理等幾個(gè)核心環(huán)節(jié)，具體而言，陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金產(chǎn)品的典型技術(shù)路線如下：

板錠鑄造→→板錠鋸切與銑面→→板錠均勻化→→熱軋→→冷軋→→清洗→→退火→→開(kāi)板→→沖壓（或者旋壓）成型→→陽(yáng)極氧化→→成品

陽(yáng)極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品，具有兩個(gè)非常明確的技術(shù)指標(biāo)，分別是高的反光率（業(yè)內(nèi)稱(chēng)為亮度，同時(shí)用相互對(duì)立的鏡面反射率和漫反射率來(lái)表征）和陽(yáng)極氧化后無(wú)影響反光均勻性的底紋。影響反光率的因素，主要集中在板錠晶粒度、板錠鋁純度、氧化后的氧化膜均勻性及密集程度、毛料表面均勻性和一致性及鏡面加工的界面狀態(tài)控制等五個(gè)方面；而影響底紋缺陷的主要因素，則集中在表面與界面均勻性、毛料表面清潔性和鏡面加工時(shí)的界面狀態(tài)控制精度等三個(gè)方面，而鏡面加工時(shí)的界面狀態(tài)控制精度，又集中在絕對(duì)壓下量控制、板型控制和潤(rùn)滑狀態(tài)控制，這三個(gè)相互影響又相互平衡的技術(shù)指標(biāo)上。

以陽(yáng)極氧化用1090產(chǎn)品的典型加工工藝流程為基礎(chǔ)，影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素在如下幾個(gè)方面：

1）板錠鑄造

1090鋁合金屬于工業(yè)純鋁系列產(chǎn)品，需要在板錠鑄造時(shí)同時(shí)解決相互對(duì)沖的鋁純度控制與晶粒度控制兩個(gè)核心問(wèn)題。鋁純度控制就是鑄造過(guò)程清潔化控制，以盡可能防止其他組元引入為原則進(jìn)行過(guò)程清潔化控制，而板錠晶粒度控制，并且必須達(dá)到一級(jí)的水品，又客觀上需要大量的晶粒細(xì)化劑參與板錠鑄造，而且，產(chǎn)品最終需要進(jìn)行陽(yáng)極氧化的產(chǎn)品制造特點(diǎn)，又導(dǎo)致晶粒細(xì)化劑在參與晶粒度控制的同時(shí)，要嚴(yán)格控制板錠中的B元素，從而只能選擇晶粒細(xì)化效果比較弱的貧B晶粒細(xì)化劑，從而客戶上又需要增加晶粒細(xì)化劑的使用量來(lái)保證板錠晶粒度等級(jí)，導(dǎo)致Ti的含量的增加，反過(guò)來(lái)又降低了鋁純度，從而需要鋁純度更高的精鋁液來(lái)進(jìn)行板錠鑄造（國(guó)際上最高端的香港美亞的1090鋁合金，就是使用價(jià)格非常昂貴的鋁純度為99.95%的工業(yè)高純鋁來(lái)鑄造1090鋁合金板錠，國(guó)內(nèi)則完全沒(méi)有開(kāi)發(fā)出同等質(zhì)量水平的板錠），總而言之，這一產(chǎn)品在鑄造方面的核心技術(shù)，在于如何使用鋁純度盡可能低的鋁液，通過(guò)工藝控制和平衡，得到晶粒度為一級(jí)的1090鋁合金板錠，從而以低成本的工業(yè)純鋁（99.90%）來(lái)鑄造板錠，并達(dá)到國(guó)外使用工業(yè)高純鋁（99.95%）鑄造板錠的質(zhì)量水平。

2）熱加工和冷加工的表面與界面均勻性及清潔性控制

1090鋁合金產(chǎn)品陽(yáng)極氧化用途表面與界面特殊要求的實(shí)現(xiàn)，是通過(guò)熱加工工和冷加工表面與界面遺傳效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種要求理論上需要以弧長(zhǎng)配法為基礎(chǔ)，以熱加工實(shí)現(xiàn)界面均勻化為目標(biāo)設(shè)計(jì)熱軋工藝，以冷加工實(shí)現(xiàn)表面一致性為工藝設(shè)計(jì)核心，并通過(guò)熱加工與冷加工的工藝平衡，完成界面與表面均勻化與一致性，并且國(guó)外同行比如美亞實(shí)業(yè)通過(guò)熱加工工序的多機(jī)架熱連軋機(jī)（馬來(lái)西亞美亞實(shí)業(yè)為“1+3”熱連軋機(jī)）來(lái)實(shí)現(xiàn)這一特殊工藝功能。

3）高延伸率需求與板材組織控制（熱處理）

高純鋁系產(chǎn)品的界面均勻性來(lái)源于組織均勻性，但高純系產(chǎn)品在鑄造時(shí)因鋁純度非常高，鑄造時(shí)需嚴(yán)格控制晶粒細(xì)化劑的使用，高純系產(chǎn)品的組織均勻性是最難控制的。陽(yáng)極氧化用1090鋁合金產(chǎn)品的組織控制核心，集中在板錠晶粒度控制、熱加工的組織重整與時(shí)效、冷加工的界面控制與成品再結(jié)晶退火方面，并由此完成了熱加工的板錠均勻化退火工藝及熱終軋時(shí)效溫度與冷軋成品退火工藝的設(shè)計(jì)與平衡方面的核心內(nèi)容。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金生產(chǎn)中的鑄造加工工藝進(jìn)行改進(jìn)，以國(guó)內(nèi)常規(guī)的水冷式鑄造器為基礎(chǔ)設(shè)備，使用鋁純度為99.90～99.92%的工業(yè)純鋁鋁液，采取中溫鑄造、雙絲加入的方法，最終得到了鋁純度≥99.90%，并且板錠晶粒度為一級(jí)的符合BSEN 573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠，在成分滿足歐標(biāo)要求的同時(shí)，為低成本開(kāi)發(fā)出高成型能力和高亮度的1090鋁合金板錠提供基礎(chǔ)。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：

一種陽(yáng)極氧化用軟態(tài)1090鋁合金的鑄造加工工藝，步驟如下：

（1）將鋁純度為99.90～99.92%的電解鋁液放入熔煉爐，加入質(zhì)量比不少于20%的1090鋁合金冷料，熔煉溫度控制在730～735℃；

（2）熔煉完成后進(jìn)行精煉，精煉溫度控制在720～725℃，在45min之內(nèi)完成精煉，精煉劑為六氯乙烷；

（3）精煉完成后，進(jìn)行板錠鑄造，鑄造時(shí)采用雙絲喂入的方式在攪拌除氣箱前加入Al-Ti-B_0.5晶粒細(xì)化劑，在溜槽末端進(jìn)行溫度補(bǔ)償，保證鑄造溫度穩(wěn)定在690～700℃。

優(yōu)選地，步驟（2）所述六氯乙烷的用量為爐料質(zhì)量的0.3～0.5%。

優(yōu)選地，步驟（3）的鑄造速度控制在50mm/min。

優(yōu)選地，步驟（3）中所述晶粒細(xì)化劑的用量為爐料質(zhì)量的200～250ppm。

本發(fā)明以當(dāng)前國(guó)內(nèi)最為普通的水冷式鑄造器為主體設(shè)備，使用鋁純度為99.90～99.92%的工藝純鋁鋁液，最終得到了鋁純度≥99.90%，并且板錠晶粒度為一級(jí)的符合BSEN 573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠，在成分滿足歐標(biāo)要求的同時(shí)，為低成本開(kāi)發(fā)出高成型能力和高亮度的1090鋁合金板錠提供基礎(chǔ)。

本發(fā)明所述的“冷料”是指常溫下的1090鋁合金回配產(chǎn)品，具體可包括1090鋁合金板錠頭、1090鋁合金板帶頭尾切頭料等，“冷料”的加入可促使形鑄造過(guò)程形成均勻的結(jié)晶體，可有效地實(shí)現(xiàn)鑄造1090鋁合金板錠的晶粒度的控制。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為實(shí)施例1鑄造的1090軟態(tài)鋁合金板錠晶粒度檢測(cè)結(jié)果。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1 陽(yáng)極氧化用1090軟態(tài)鋁合金板錠的鑄造加工

設(shè)備要求：國(guó)內(nèi)最普通的水冷式鑄造器即可；晶粒細(xì)化劑采用市售的Ai-Ti-B_0.5晶粒細(xì)化劑。

將一次電解后的鋁純度為99.90～99.92%的工業(yè)純鋁液放入熔煉爐，同時(shí)加入比例不少于20wt%的1090鋁合金冷料（最多不超過(guò)30wt%），熔煉溫度控制在730～735℃；熔煉完成后進(jìn)行精煉，精煉溫度控制在720～725℃，精煉速度要快，并限制在45min之內(nèi)完成，精煉劑為六氯乙烷（C₂Cl₆），用量控制在爐料總質(zhì)量的0.30～0.50%；精煉完成后，開(kāi)始進(jìn)行板錠鑄造，鑄造時(shí)采取雙絲（晶粒細(xì)化劑Al-Ti-B_0.5）喂入的方式，在攪拌除氣箱前進(jìn)行緩慢加入（添加速度控制在0.035～0.040m/s，用量為爐料總質(zhì)量的200～250ppm）；采取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧锊郾胤绞?，在溜槽末端進(jìn)行火焰加熱并調(diào)節(jié)火焰大小，最終保證鑄造溫度穩(wěn)定在690～700℃，鑄造速度控制在50mm/min，鑄造完成后進(jìn)行板錠鋸切，如圖1所示，檢測(cè)結(jié)果表明晶粒度達(dá)到一級(jí)，為符合BSEN 573-3-2009標(biāo)準(zhǔn)的1090合金板錠。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。