CN101481764B - 铝合金轧制板及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金轧制板及其生产方法。以重量份表示，板材成份含有Si≤0.15份、Fe 0.2～0.4份、Cu≤0.05份、Mn≤0.11份、Mg 2.0～2.6份、Cr 0.1～0.3份、Ni≤0.03份、Zn≤0.03份、Ti 0.01～0.03份，其他杂质≤0.01份，余量为Al，合计100份。生产方法包括熔炼、精炼、晶粒细化、铸造、锯切、铣面、热轧、冷轧、花纹轧制、精整和退火等步骤。该铝合金轧制板密度小，强度高，可达175～215MPa，耐腐蚀性强；轧制成的花纹板，防滑性能好，性能稳定，耐用，具有成本低、重量轻、防水防火性好等优点。生产工艺采用热轧法，经过铸造、锯切铣面、加热，再热轧成毛坯工艺，工艺成熟，有利于推广应用。
Description
一、技术领域：
本发明涉及一种铝合金板材，特别是涉及一种铝合金轧制板及其生产方法。
二、背景技术：
随着科技的进步，铝合金板材的用途越来越广，不仅用于人们的日常生活中，还用于工业、农业、建筑业、化工、交通运输等方面，有的还运用到航天飞机上。如目前航空用飞机具有飞行的高速度、高角度及飞行时的高机动性等优点，为了保证飞机的稳定性和安全性，对飞机用铝合金地板提出了轻密度、高强度、耐腐蚀、防滑以及防止溅水流动等要求。
申请号为200710072126.X的发明专利公开了一种航空用铝合金防滑方格花纹板材及其生产方法，其方法需将混合金属熔炼后铸造成铸锭，将铸锭进行均火、刨边、锯切和铣面处理，再进行热轧得到毛坯料，将毛坯料经过退火处理后，再轧制成花纹板。该工艺较为复杂，能耗较高，得到的花纹板质量也不理想。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供了一种铝合金板材及其生产方法，该板材具有强度高、延伸率高和耐腐蚀等优点。
本发明的技术方案：
一种铝合金轧制板，以重量份表示，成份含有Si≤0.15份、Fe 0.2～0.4份、Cu≤0.05份、Mn≤0.11份、Mg 2.0～2.6份、Cr 0.1～0.3份、Ni≤0.03份、Zn≤0.03份、Ti 0.01～0.03份，余量为Al，合计100份。
所述成份中Si≤0.10份、Fe 0.2～0.4份、Cu≤0.03份、Mn≤0.08份、Mg 2.0～2.3份、Cr 0.1～0.3份、Ni≤0.02份、Zn≤0.02份、Ti 0.01～0.02份。
一种权利要求所述的铝合金轧制板的生产方法，该方法包括以下步骤，
(1)熔炼将重熔用铝锭和Al、Fe合金一起装入熔炼炉中，在700～750℃条件下熔炼5～8h，熔化完毕后搅拌均匀，加入镁锭和铬金属添加剂，通过光谱分析适当调整Fe、Mg、Cr的含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼将铝合金熔体在720～740℃条件下精炼，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置25～40min；
(3)晶粒细化在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.1～0.25％，同时在线除去熔体中的氢；
(4)铸造在温度为690～710℃、速度为40～50mm/min的条件下铸出铝锭；
(5)锯切、铣面对铝锭进行锯切，锯去其头尾，用铣床对铸锭侧面和大面铣面，铣面后Ra值为0.18～0.40μm；
(6)热轧将铸锭在推进式加热炉内加热16～20h，使铸锭温度达到530～550℃时进行热粗轧，厚度控制在26～30mm；然后进行热精轧，精轧至厚度为5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧将坯料冷轧至2.5～4mm，并预留35～40％的冷加工量；
(8)花纹轧制将花纹辊装在坯料下面、平辊装在坯料上面，轧制成花纹板，轧制速度为10～30m/min；
(9)精整将花纹板卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火将卷材在线连续退火10～15min，退火温度为400～450℃。
所述精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气，所述氮氯混合气中氮气体积占总体积的88～90％。
所述除氢后铝熔体中的氢含量控制在0.15ml/100gAl以下。
本发明的积极有益效果：
(1)本发明的铝合金轧制板密度小，和纯铝的密度相当，仅相当于铁密度的1/3，强度达到175～215Mpa，耐腐蚀性强；轧制的花纹板，防滑性能好，可满足特殊场合下铝合金地板的要求；并且性能稳定，耐用，和不锈钢花纹板相比，具有成本低、重量轻、防水防火性能好等优点。
(2)本发明的轧制花纹板工艺采用热轧法，经过铸造、锯切铣面、加热，再热轧成板坯，后经冷轧、退火，工艺成熟，有利于推广应用。
(3)本发明的铝合金轧制板通过调整合金元素的含量，使合金的耐蚀性增强，提高了再结晶温度，并能够细化晶粒，从而提高铝合金的机械强度。
四、具体实施方式：
实施例一、铝合金轧制花纹板及其生产方法
1.铝合金轧制花纹板各合金成分见表1，以重量份表示，杂质含量控制在0.01份以下，余量为铝，各成分合计为100份。
2.生产方法：
(1)熔炼将重熔用铝锭和Al-Fe中间合金一起装入熔炼炉中，在700～750℃条件下熔炼5～8h，熔化完毕后搅拌均匀，再加入镁锭和铬金属添加剂，通过光谱分析适当调整Fe、Mg、Cr的含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
Al-Fe中间合金指含铁10％、含铝90％的合金，硅、锌、镍、锰、铜均属于杂质元素。
(2)精炼将熔体在720～740℃时精炼，精炼时向铝合金熔体中通入氮氯混合气，氮氯混合气中氮气体积占总体积的88～90％，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置25～40min；
(3)晶粒细化在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.1～0.25％；同时在线除去熔体中的氢，使铝熔体中氢含量在0.15ml/100gAl以下；此处氢含量是指氢气在铝熔体温度下的体积；
(4)铸造在温度为690～710℃、速度为40～50mm/min的条件下铸出铸锭，铸锭厚度为500～630mm、断面尺寸为550×1500mm；
(5)锯切、铣面在锯床上将铸锭浇口和底部各锯掉500mm，分别在六面铣床和双面铣床上将铸锭侧面、大面铣面，铣面后满足Ra值在0.18～0.40μm之间；
(6)热轧将铣面的铸锭在推进式加热炉内加热16-20h，使锭温达到530～550℃时进行热粗轧，厚度一般控制在26～30mm之间；然后进行热精轧，精轧至厚度5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧在冷轧机上将坯料轧制至适当厚度，根据客户要求厚度一般控制在2.5～4mm之间，并预留35～40％的冷加工量；
(8)轧制花纹将花纹辊装在坯料下面，平辊装在坯料上面，轧制后得到花纹板；轧制速度为10～30m/min；
(9)精整将花纹板的卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火进行在线连续退火，退火时间随厚度而有差异，一般料在炉内行进时间为10～15min，退火温度为400～450℃。
实施例二、铝合金轧制花纹板及其生产方法
1.铝合金轧制花纹板各合金成分见表1。
2.生产方法同实施例一基本相同，不同之处在于工艺参数，
(1)熔炼 将重熔用铝锭和Al-Fe中间合金一起装入熔炼炉中，在700℃条件下熔炼8h；
(2)精炼 将熔体在720℃时精炼，精炼时向铝合金熔体中通入氮氯混合气，氮氯混合气中氮气体积占总体积的88％，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置25min；
(3)晶粒细化 在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.15％；同时在线除去熔体中的氢，使铝熔体中氢含量在0.15ml/100gAl以下；
(4)铸造 铸造温度为690℃、铸造速度为40mm/min；
(5)锯切、铣面 铣面后满足Ra值在0.18～0.40μm之间；
(6)热轧 加热16h，使锭温达到530℃；进行热粗轧，厚度一般控制在26～30mm之间；然后进行热精轧，精轧至厚度5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧 在冷轧厚度一般控制在2.5～4mm之间，并预留35～40％的冷加工量；
(8)轧制花纹 轧制成花纹板，轧制速度为10m/min；
(9)精整 将花纹板的卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火 在线连续退火，退火温度为400℃。
实施例三、铝合金轧制花纹板及其生产方法
1.铝合金轧制花纹板各合金成分见表1。
2.生产方法同实施例一基本相同，不同之处在于工艺参数，
(1)熔炼 将重熔用铝锭和Al-Fe中间合金一起装入熔炼炉中，在750℃条件下熔炼5h；
(2)精炼 将熔体在740℃时精炼，精炼时向铝合金熔体中通入氮氯混合气，氮氯混合气中氮气体积占总体积的90％，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置40min；
(3)晶粒细化 在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.25％；同时在线除去熔体中的氢，使铝熔体中氢含量在0.15ml/100gAl以下；
(4)铸造铸 造温度为710℃、铸造速度为50mm/min；
(5)锯切、铣面铣面后满足Ra值在0.18～0.40μm之间；
(6)热轧 加热20h，使锭温达到550℃；进行热粗轧，厚度一般控制在26～30mm之间；然后进行热精轧，精轧至厚度5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧 在冷轧厚度一般控制在2.5～4mm之间，并预留35～40％的冷加工量；
(8)轧制花纹 轧制成花纹板，轧制速度为30m/min；
(9)精整 将花纹板的卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火 在线连续退火，退火温度为450℃。
实施例四、铝合金轧制花纹板及其生产方法
1.铝合金轧制花纹板各合金成分见表1。
2.生产方法同实施例一基本相同，不同之处在于工艺参数，
(1)熔炼 将重熔用铝锭和Al-Fe中间合金一起装入熔炼炉中，在730℃条件下熔炼7h；
(2)精炼 将熔体在730℃时精炼，精炼时向铝合金熔体中通入氮氯混合气，氮氯混合气中氮气体积占总体积的89％，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置35min；
(3)晶粒细化 在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.2％；同时在线除去熔体中的氢，使铝熔体中氢含量在0.15ml/100gAl以下；
(4)铸造 铸造温度为700℃、铸造速度为45mm/min；
(5)锯切、铣面铣面后满足Ra值在0.18～0.40μm之间；
(6)热轧 加热18h，使锭温达到540～550℃；进行热粗轧，厚度一般控制在26～30mm之间；然后进行热精轧，精轧至厚度5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧 在冷轧厚度一般控制在2.5～4mm之间，并预留35～40％的冷加工量；
(8)轧制花纹 轧制成花纹板，轧制速度为20m/min；
(9)精整 将花纹板的卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火 在线连续退火，退火温度为430～440℃。
实施例五～十八：铝合金轧制板成分见下表1，若有杂质，杂质控制在0.01份以下，各成分合计为100份，生产方法同实施例一，具体不再重述。
表1各实施例中的铝合金轧制板成分
Claims (4)
1.一种铝合金轧制板的生产方法，其特征是：该方法包括以下步骤，
(1)熔炼将重熔用铝锭和Al-Fe中间合金一起装入熔炼炉中，在700～750℃条件下熔炼5～8h，熔化完毕后搅拌均匀，加入镁锭和铬金属添加剂，通过光谱分析适当调整Fe、Mg、Cr的含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼将铝合金熔体在720～740℃条件下精炼，精炼时间不少于20min，然后导入静置炉静置25～40min；
(3)晶粒细化在静置炉外流槽内在线加入铝钛硼丝，加入量为铝合金熔体重量的0.1～0.25％，同时在线除去熔体中的氢；
(4)铸造在温度为690～710℃、速度为40～50mm/min的条件下铸出铝锭；
(5)锯切、铣面对铝锭进行锯切，锯去其头尾，用铣床对铸锭侧面和大面铣面，铣面后Ra值为0.18～0.40μm；
(6)热轧将铸锭在推进式加热炉内加热16～20h，使铸锭温度达到530～550℃时进行热粗轧，厚度控制在26～30mm；然后进行热精轧，精轧至厚度为5.0～6.0mm，终轧温度控制在300～350℃，得到冷轧所需坯料；
(7)冷轧将坯料冷轧至2.5～4mm，并预留35～40％的冷加工量；
(8)花纹轧制将花纹辊装在坯料下面、平辊装在坯料上面，轧制成花纹板，轧制速度为10～30m/min；
(9)精整将花纹板卷材进行清洗和板形矫直；
(10)退火将卷材在线连续退火10～15min，退火温度为400～450℃；
所述铝合金轧制板成份以重量份表示，含有Si≤0.15份、Fe 0.2～0.4份、Cu≤0.05份、Mn≤0.11份、Mg 2.0～2.6份、Cr 0.1～0.3份、Ni≤0.03份、Zn≤0.03份、Ti 0.01～0.03份，余量为Al，合计100份。
2.根据权利要求1所述的铝合金轧制板的生产方法，其特征是：所述精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气，所述氮氯混合气中氮气体积占总体积的88～90％。
3.根据权利要求1所述的铝合金轧制板的生产方法，其特征是：所述除氢后铝熔体中氢含量控制在0.15ml/100gAl以下。
4.根据权利要求1所述的铝合金轧制板的生产方法，其特征是：所述成份中Si≤0.10份、Fe 0.2～0.4份、Cu≤0.03份、Mn≤0.08份、Mg 2.0～2.3份、Cr 0.1～0.3份、Ni≤0.02份、Zn≤0.02份、Ti 0.01～0.02份。
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Effective date of registration: 20220407 Address after: 450000 No. 162, Jinbai Road, high tech Industrial Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province Patentee after: Henan Mingsheng New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 450001, No. 6, Chun Yang Road, national hi tech Development Zone, Henan, Zhengzhou Patentee before: Zhengzhou Mingtai Industrial Co.,Ltd. |
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