CN101481765A - 一种铝合金板带组配及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金板带组配及其加工工艺，其合金组分按重量比为：Fe：＜0.35、Si＜0.16，Cu＜0.10，Mn＜0.10，Mg：2.30～2.70，Zn＜0.05，Cr：0.15～0.25，Ti：0.01～0.03，其它杂质总量≤0.15、其中杂质单个含量＜0.05％，余量为Al；其加工工艺采用：熔铸、铣面、加热、热轧、冷粗轧、重卷/清洗、冷精轧、拉弯矫/清洗、退火、包装入库；本发明采用热轧、冷轧法轧制以及合金成分的调整，重点研究退火工艺，解决了材料屈服强度在合适的范围内而延展性不够或延展性在合适的范围内而屈服过低的难题，本发明组织细密均匀，无偏析、夹渣，内应力分布对称、均匀；表面均匀一致，以保证在阳级氧化后表面细密均匀、颜色一致。
Description
技术领域
本发明属于有色金属铝加工领域，特别涉及一种铝合金板带组配及其加工工艺。
背景技术
目前，铝合金中具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性、良好的延展性能及易于加工成形等特点如5052，是5×××系中的典型合金。在国外，5052-H32铝合金板材因有其良好的延展性和深冲性能而广泛应用于汽车制造、机箱机柜、等离子电视元件骨架材料、键盘、液晶电视、显示器背光板及制罐等工业；国内使用的5052-H32材料大多依赖进口并多用于电子方面，其技术要求是表面光滑平整，无明显擦划伤、坑包、印痕、非金属压入、气孔、轧制条纹等缺陷，厚薄一致，波浪高度控制在3mm内，组织细密均匀，无偏析、夹渣，内应力分布对称、均匀；表面均匀一致，以保证在阳级氧化后表面细密均匀、颜色一致，从而满足中高档用途的产品。
发明内容
为发展国内经济，减轻进口依赖，本发明提供了一种铝合金板带组配及其加工工艺，其合金组分按重量比为：Fe：<0.35、Si<0.16，Cu<0.10，Mn<0.10，Mg：2.30~2.70，Zn<0.05，Cr：0.15～0.25，Ti：0.01～0.03，其它杂质总量≤0.15、其中杂质单个含量<0.05％，余量为Al；其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百。
一种铝合金板带组配及其加工工艺，其加工工艺采用：熔铸、铣面、加热、热轧、冷粗轧、重卷/清洗、冷精轧、拉弯矫/清洗、退火、包装入库等工艺；其特征在于：熔铸、铣面、加热、热轧、拉弯矫/清洗、退火等加工工艺。
所述的熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.30~2.70、Zn<0.05、Cr：0.15～0.25、Ti：0.01～0.03，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百；然后分别投入熔炼炉进行熔铸成锭坯。
所述的铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为8～12mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为5～8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
所述的加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至500~560℃后转定温保温：4~6h，料坯温度升至450~500℃后炉气降至500~530℃，保温10～16小时，出炉温度控制在490～500℃，总入炉时间≥25小时。
所述的热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用2~3道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在280～320℃之间。
所述的冷粗轧：采用粗轧机对热轧板坯进行冷粗轧，轧制严格按照道次和张力轧制，保证板形。
所述的重卷/清洗机：根据冷粗轧坯料表面质量决定采用重卷机进行重卷并切边或采用清洗机进行清洗并切边，除头尾各5圈以外不能有尚未切除的裂边，且不能产生新的缺陷。
所述的冷精轧：采用精轧机对重卷切边或清洗切边的了；坯进行冷精轧，合理的使用各种工艺参数，并保持轧制油的洁净和辊系的清洁、水平，保证成品料卷的板形质量、表面质量及尺寸公差。
所述的拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温60~85℃及机组速度采用：80~150mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的8~10％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
所述的退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：260~285℃，退火时间：20~26h。
所述的包装入库：根据相关标准和技术协议检测合格后方能包装入库。各合金元素作用：
Mg:Mg主要以固熔状态和β(Mg2Al3或Mg5Al8)相存在，是合金中的主要强化相。
Mn:Mn规定含量在1.0％以下，合金中的Mn部分固熔与基体，其余以MnAL6相的形式存在于组织中。Mn可以提高合金的的再结晶温度，阻止晶粒粗大，并能提高合金的强度，阻止Mg在基体中的溶解度，减少裂纹倾向，从而提高延展性能。
Fe:Fe是难容化合物，在铸锭组织中形成硬脆相，容易产生加工裂纹，不利于轧制中裂边的控制，还降低腐蚀性能，因此含量控制在0.3％以下。
Si:Si是有害元素，与Mg形成Mg2Si相，由于Mg的过剩，降低了Mg2Si相在基体中的溶解度，强化作用不大，还降低了材料的延展性。因此要控制好Si的含量。
Cu：微量的Cu能降低合金的耐腐蚀性能和，因此要控制好Cu的含量。
Zn:Zn和Cu的作用一致，也要严格控制。
Ti:Ti在合金中主要起细化铸造组织和焊缝组织的作用，所以Ti含量严格控制在0.01～0.03％之间。
Na:Na微量轧制Na严重损坏合金的热变性能，性能“钠脆性”。
其他杂质元素的存在，破坏了铝表面形成氧化膜的连续性，降低铝的抗蚀性，所以其他杂质元素合计<0.15％。
合金组份中的Fe与Si之和要大于2.5％，确保合金性能。
本发明的有益效果：本发明采用热轧、冷轧法轧制以及合金成分的调整，重点研究退火工艺，解决了材料屈服强度在合适的范围内而延展性不够或延展性在合适的范围内而屈服过低的难题，满足如5×××系中的5052-H32铝合金板带适用于中高档用途的汽车制造、机箱机柜、等离子电视元件骨架材料、键盘、液晶电视、显示器背光板及制罐电子方面所要求的表面光滑平整，无明显擦划伤、坑包、印痕、非金属压入、气孔、轧制条纹等缺陷，厚薄一致，波浪高度控制在3mm内，组织细密均匀，无偏析、夹渣，内应力分布对称、均匀；表面均匀一致，以保证在阳级氧化后表面细密均匀、颜色一致。
附图说明
下面结合附图进一步详细进行说明：
图1为一种铝合金板带的加工工艺流程图。
实施例1：
5052-H32铝合金630X1300X4600mm：
熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.30、Zn<0.05、Cr：0.15、Ti：0.01，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百；然后分别投入熔炼炉进行熔铸成锭坯。
铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为5mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至500℃后转定温保温：4h，料坯温度升至450~500℃后炉气降至500℃，保温10小时，出炉温度控制在490℃，总入炉时间≥25小时。
热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用2道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在280℃。
冷粗轧：采用粗轧机对热轧板坯进行冷粗轧，轧制严格按照道次和张力轧制，保证板形。
重卷/清洗机：根据冷粗轧坯料表面质量决定采用重卷机进行重卷并切边或采用清洗机进行清洗并切边，除头尾各5圈以外不能有尚未切除的裂边，且不能产生新的缺陷。
冷精轧：采用精轧机对重卷切边或清洗切边的了；坯进行冷精轧，合理的使用各种工艺参数，并保持轧制油的洁净和辊系的清洁、水平，保证成品料卷的板形质量、表面质量及尺寸公差。
拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温60℃及机组速度采用：80mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的8％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：260℃，退火时间：20h。
包装入库：根据相关标准和技术协议检测合格后方能包装入库。
实施例2：
630X1500X5000mm：
熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.70、Zn<0.05、Cr：0.25、Ti：0.03，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百；然后分别投入熔炼炉进行熔铸成锭坯。
铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为12mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至560℃后转定温保温：6h，料坯温度升至500℃后炉气降至530℃，保温16小时，出炉温度控制在500℃，总入炉时间≥25小时。
热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用3道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在320℃之间。
冷粗轧：采用粗轧机对热轧板坯进行冷粗轧，轧制严格按照道次和张力轧制，保证板形。
重卷/清洗机：根据冷粗轧坯料表面质量决定采用重卷机进行重卷并切边或采用清洗机进行清洗并切边，除头尾各5圈以外不能有尚未切除的裂边，且不能产生新的缺陷。
冷精轧：采用精轧机对重卷切边或清洗切边的了；坯进行冷精轧，合理的使用各种工艺参数，并保持轧制油的洁净和辊系的清洁、水平，保证成品料卷的板形质量、表面质量及尺寸公差。
拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温85℃及机组速度采用：150mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的10％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：285℃，退火时间：26h。
包装入库：根据相关标准和技术协议检测合格后方能包装入库。
具体实施方式
熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.30~2.70、Zn<0.05、Cr：0.15～0.25、Ti：0.01～0.03，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百；然后分别投入熔炼炉进行熔铸成锭坯。
铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为8～12mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为5～8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至500~560℃后转定温保温：4~6h，料坯温度升至450~500℃后炉气降至500~530℃，保温10～16小时，出炉温度控制在490～500℃，总入炉时间≥25小时。
热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用2~3道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在280～320℃之间。
冷粗轧：采用粗轧机对热轧板坯进行冷粗轧，轧制严格按照道次和张力轧制，保证板形。
重卷/清洗机：根据冷粗轧坯料表面质量决定采用重卷机进行重卷并切边或采用清洗机进行清洗并切边，除头尾各5圈以外不能有尚未切除的裂边，且不能产生新的缺陷。
冷精轧：采用精轧机对重卷切边或清洗切边的了；坯进行冷精轧，合理的使用各种工艺参数，并保持轧制油的洁净和辊系的清洁、水平，保证成品料卷的板形质量、表面质量及尺寸公差。
拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温60~85℃及机组速度采用：80~150mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的8~10％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：260~285℃，退火时间：20~26h。
包装入库：根据相关标准和技术协议检测合格后方能包装入库。
各合金元素作用：
Mg:Mg主要以固熔状态和β(Mg2Al3或Mg5Al8)相存在，是合金中的主要强化相。
Mn:Mn规定含量在1.0％以下，合金中的Mn部分固熔与基体，其余以MnAL6相的形式存在于组织中。Mn可以提高合金的的再结晶温度，阻止晶粒粗大，并能提高合金的强度，阻止Mg在基体中的溶解度，减少裂纹倾向，从而提高延展性能。
Fe:Fe是难容化合物，在铸锭组织中形成硬脆相，容易产生加工裂纹，不利于轧制中裂边的控制，还降低腐蚀性能，因此含量控制在0.3％以下。
Si:Si是有害元素，与Mg形成Mg2Si相，由于Mg的过剩，降低了Mg2Si相在基体中的溶解度，强化作用不大，还降低了材料的延展性。因此要控制好Si的含量。
Cu：微量的Cu能降低合金的耐腐蚀性能和，因此要控制好Cu的含量。
Zn:Zn和Cu的作用一致，也要严格控制。
Ti:Ti在合金中主要起细化铸造组织和焊缝组织的作用，所以Ti含量严格控制在0.01～0.03％之间。
Na:Na微量轧制Na严重损坏合金的热变性能，性能“钠脆性”。
其他杂质元素的存在，破坏了铝表面形成氧化膜的连续性，降低铝的抗蚀性，所以其他杂质元素合计<0.15％；合金组份中的Fe与Si之和要大于2.5％，确保合金性能。
具体实施方式
如图1所示，熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.30~2.70、Zn<0.05、Cr：0.15～0.25、Ti：0.01～0.03，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百；然后分别投入熔炼炉进行熔铸成锭坯。
铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为8～12mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为5～8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至500~560℃后转定温保温：4~6h，料坯温度升至450~500℃后炉气降至500~530℃，保温10～16小时，出炉温度控制在490～500℃，总入炉时间≥25小时。
热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用2~3道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在280～320℃之间。
冷粗轧：采用粗轧机对热轧板坯进行冷粗轧，轧制严格按照道次和张力轧制，保证板形。
重卷/清洗机：根据冷粗轧坯料表面质量决定采用重卷机进行重卷并切边或采用清洗机进行清洗并切边，除头尾各5圈以外不能有尚未切除的裂边，且不能产生新的缺陷。
冷精轧：采用精轧机对重卷切边或清洗切边的了；坯进行冷精轧，合理的使用各种工艺参数，并保持轧制油的洁净和辊系的清洁、水平，保证成品料卷的板形质量、表面质量及尺寸公差。
拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温60~85℃及机组速度采用：80~150mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的8~10％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：260~285℃，退火时间：20~26h。
包装入库：根据相关标准和技术协议检测合格后方能包装入库。
Claims (8)
1、一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：合金组分按重量比为：Fe：<0.35、Si<0.16，Cu<0.10，Mn<0.10，Mg：2.30～2.70，Zn<0.05，Cr：0.15～0.25，Ti：0.01～0.03，其它杂质总量≤0.15、其中杂质单个含量<0.05％，余量为Al；其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百。
2，一种铝合金板带组配及其加工工艺，其加工工艺：熔铸、铣面、加热、热轧、冷粗轧、重卷/清洗、冷精轧、拉弯矫/清洗、退火、包装入库工艺；其特征在于：熔铸、铣面、加热、热轧、拉弯矫/清洗、退火。
3、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的熔铸：首先进行配料按重量百分比进行配制：Fe：<0.35、Si<0.16、Cu<0.10、Mn<0.10、Mg：2.30～2.70、Zn<0.05、Cr：0.15～0.25、Ti：0.01～0.03，杂质总量≤0.15，余量为Al，其中Fe+Si之和>2.5；各组分之和为百分之百。
4、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的铣面：采用铣床对锭坯进行大面铣削加工，铣削量为8～12mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于3.2；侧面的铣削量为5～8mm，要求铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。
5、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的加热：采用加热炉对铣过面的坯料进行加热，炉温升至500~560℃后转定温保温：4~6h，料坯温度升至450~500℃后炉气降至500~530℃，保温10～16小时，出炉温度控制在490～500℃，总入炉时间≥25小时。
6、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的热轧：采用轧机对加热后的坯料进行热粗轧，热轧根据铸锭厚度采用不同的道次分配，采用2～3道次轧制并卷取，严格张力使用，并保证精轧终了温度在280～320℃之间。
7、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的拉弯矫/清洗：厚度1.2mm以下的冷精轧板坯采用拉弯矫设备进行矫直并切边，拉伸辊的参数采用：，弯曲辊的压下量采用：厚度1.2mm以上的冷精轧板坯采用清洗机进行清洗并切边，清洗采用：水温60～85℃及机组速度采用：80～150mm/min；拉弯矫及清洗机的圆盘刀的间隙采用：带材名义厚度的8～10％，保证边部无毛刺及翘边等影响使用的缺陷。
8、根据权利要求2所述的一种铝合金板带组配及其加工工艺，其特征在于：所述的退火：采用退火炉根据产品厚度和卷重、宽度、以及吸收的能量来确定进行成品退火的温度和时间，退火温度：260～285℃，退火时间：20～26h。
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