CN101538668A - 一种铝合金热轧中厚板生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种铝合金热轧中厚板生产工艺，将铝合金材料组分按重量百分比是：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％、其它杂质合计≤0.15％、Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：余量；各组份之和为100％；主要工艺流程为：熔炼、铣面、加热、热粗轧/热精轧。本发明在铝合金材料加工过程中采用均热工艺；主要采取铣侧面和滚边两项措施，解决裂边问题；控制厚差和板形；控制油斑和擦划伤；完善了5083铝合金热轧中厚板生产工艺。

Description

一种铝合金热轧中厚板生产工艺

技术领域

本发明涉及有色金属加工技术，特别涉及一种铝合金热轧中厚板生产工艺。

背景技术

目前，5083铝合金中的主要合金元素为镁，并添加少量的Mn、Cr、Ti等合金元素，属于中高强度合金，具有良好的抗蚀性和可焊性能，使5083合金广泛用于海事用船舶，以及汽车，飞机焊接件，地铁轻轨，耐严格防火的压力容器(如液体罐车，冷藏车，冷藏集装箱)制冷装置，电视塔，钻探设备，交通运输设备，导弹零件，装甲等。

现有的5083合金板材在轧制加工中主要存在以下几个难点：1、5083需要均热处理，使得生产周期较长。2、轧制时容易裂边。3、厚度和板形难以控制。4、控制油斑和擦划伤。

发明内容

本发明为解决现有的5083合金板材在轧制加工过程中存在的技术难点，提供了一种铝合金热轧中厚板生产工艺；其中，铝合金材料组分按重量百分比是：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％其它杂质合计≤0.15％，Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：余量；各组份之和为100％。

本发明解决技术问题的技术方案：熔炼、铸造、铣面、加热、热粗轧/热精轧、叠板/矫直、锯切、包装入库；其特征在于：熔炼、铣面、加热、热粗轧/热精轧。

所述的熔炼：首先对配置的原料进行检验；合格的原料进行配置，合金材料组份按：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％其它杂质合计≤0.15％，Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：余量，进行配置，分别先后投入熔炼炉；熔炼中进行炉前分析、成分调整、导炉、精炼除气、扒渣、温度调整。

所述的铸造：采用半连续铸造，并按照相关检验标准检验铸锭是否满足生产要求。

所述的铣面：采用铣床对铸锭进行铣面，大面的铣削量：15～20mm，小面的铣削量：10～15mm；要求大面铣后粗糙度Ra(um)小于3.2，小面铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。

所述的加热：采用加热炉对铣面铸锭进行先加热后均热的一个加工工艺步骤；升温阶段和保温阶段采用相同的炉气定温，炉气温度490℃；严格控制升温速度，升温速度定为2℃/min，既要保证升温速度又要保证铸锭不产生裂纹；要有足够长的保温时间保证出炉时铸锭温度的均匀性；均热的均匀化处理使富集在晶粒和枝晶边界上可溶解的金属间化合物和强化相溶解和扩散，以及过饱和固溶体析出和扩散，从而使铸锭组织均匀，加工性能得到提高；5083加热均热制度：炉气定温490℃，保温时间≥28h。

所述的热粗轧/热精轧：

热粗轧：根据铸锭厚度采用不同的道次分配，在不损伤设备的情况下咬入速度尽可能大。对于厚度≥10mm的板材采用热粗轧轧制至终轧厚度剪切；5083合金属于中高强度合金，最大轧制力可达两千多吨，辊缝值和实际厚度相差3mm左右，粗轧主操手控制厚差，主要靠操作手控制辊缝值来进行，板材的头、中、尾温度不同、速度不同，轧制时头中尾的辊缝值也有所不同，板形也较难控制，针对厚差和板形，主要采取：优化板材后三道生产工艺参数，轧制板材，为控制厚差和板形，最后三道次的参数非常关键，加工率太大，粗轧最后一道次的板形很难矫正，根据合金、板材宽度、辊子温度的不同，加工率有所不同；5083合金加工率控制在25％～35％范围；轧制速度太高，辊缝值和实际值差别越大。轧制速度不稳定，辊缝值和实际值的差别也不稳定，主操手很难精确控制厚差，5083轧制速度控制在40～70m/min范围；终轧温度太高，容易塌腰，太低，容易板形不良，特别是对10～14mm厚的板材，终轧温度控制在230℃～270℃范围；在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值，找出头中尾的差值，从而可以很精确的设定辊缝值，精确的控制厚差。控制热缩量。根据终轧温度和厚度的不同，总结出不同厚度的热缩量，在轧制时提前考虑到热缩量的大小，以便更精确的控制厚度公差；10～200mm厚板材，终轧温度在230～400℃范围，热缩量为0.7～1.2％；主操通过正负弯、速度和压下量的配合进行板形控制。在后三道次轧制工艺稳定的情况下，配合正负弯的使用，可很好的控制板形；由于5083合金偏析瘤较大，滚边道次增加为两道，第一道在200mm厚左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度加10mm，第二道在120mm厚左右时滚边，滚边宽度为铸锭宽度减10mm，可以有效控制裂边。

热精轧：对于厚度＜10mm的板材采用精轧机精轧轧制至终厚；根据来料宽度采用不同的道次分配，一般采用精轧三道次轧制；使用清刷辊，并严格控制张力的使用，以利于热轧卷的表面质量。

所述的剪切：对经热粗轧或热精轧中厚成品板材采用剪切机进行剪切，根据成品长度，留出切边余量剪切成板片。

所述的叠板：采用叠板机进行落片；将叠板机前的辊道改为尼龙辊，避免了运送过程造成的擦划伤。在叠板机叠板时板间垫高温纤维布或者铝箔，在锯切之前码料时板间垫纸，以避免料在厂内运输过程中因层间错动造成擦伤。

所述的矫直：对于不平度不满足客户要求的板材在矫直机进行矫直。对于不平度满足客户要求的板材可直接锯切。

所述的锯切：在精密锯锯切掉边部缺陷，以锯切边交货。

所述的包装入库：根据公司的相关标准检验合格后方能进行包装入库。

本发明特点：

一、均热工艺。5083合金需要均匀化处理，使富集在晶粒和枝晶边界上可溶解的金属间化合物和强化相溶解和扩散，以及过饱和固溶体析出和扩散，从而使铸锭组织均匀，加工性能得到提高。根据其他单位的经验，采用铸锭打孔的方法进行记录实测温度，摸索出5083合金的加热和均热工艺，采用的方式是先铣面、再进行加热和均热同时，缩短了生产周期。5083合金加热均热制度：定温490℃，保温≥28h。

二、解决裂边问题，主要采取了铣侧面和滚边两项措施进行控制。由于5083合金偏析瘤较大，侧面铣面量加大为10～15mm，可以铣干净侧面。滚边道次增加为两道，一道在200mm左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度加10mm，一道在120mm左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度减10mm。经过这两项措施的实施，基本控制了裂边的产生。

三、控制厚差和板形。5083合金属于中高强度合金，最大轧制力可达两千多吨，辊缝值和实际厚度相差3mm左右，粗轧主操手控制厚差，主要靠操作手控制辊缝值来进行，板材的头、中、尾温度不同、速度不同，轧制时头中尾的辊缝值也有所不同。板形也较难控制。针对厚差和板形，主要采取的措施有：优化板材后三道生产工艺参数。轧制板材，为控制厚差和板形，最后三道次的参数非常关键。加工率太大，粗轧最后一道次的板形很难矫正，根据合金、板材宽度、辊子温度的不同，加工率有所不同。5083合金加工率在25％～35％较合适。轧制速度太高，辊缝值和实际值差别越大。轧制速度不稳定，辊缝值和实际值的差别也不稳定，主操手很难精确控制厚差。5083轧制速度控制在40～70m/min范围。终轧温度太高，容易塌腰。太低，容易板形不良。特别是对10～14mm厚的板材，终轧温度控制在230℃～270℃范围。在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值，找出头中尾的差值，从而可以很精确的设定辊缝值，精确的控制厚差。控制热缩量。根据终轧温度和厚度的不同，总结出不同厚度的热缩量，在轧制时提前考虑到热缩量的大小，以便更精确的控制厚度公差。10～200mm厚板材，终轧温度控制在230～400℃范围，热缩量为0.7～1.2％。主操通过正负弯、速度和压下量的配合进行板形控制。在后三道次轧制工艺稳定的情况下，配合正负弯的使用，可很好的控制板形。

四、控制油斑和擦划伤，主要采取的措施有：使用大铸锭生产时，我们采取在轧制到切头尾厚度时用重剪中断为两段，(重剪为剪切机)，分别轧制。此种方法需要生产班组的粗轧和叠板机的协调性好。在粗轧将前半截轧制完毕时，切板和叠板人员已准备好底盘和准备工作，并迅速剪切叠放，避免板材因在辊道上放置时间长导致的塌腰和擦划伤问题。同时不影响后半截轧制，避免后半截料放凉造成的板形问题。将叠板机前的辊道改为尼龙辊，避免了运送过程造成的擦划伤。在叠板机叠板时板间垫高温纤维布或者铝箔，在锯切之前码料时板间垫纸，以避免料在厂内运输过程中因层间错动造成擦伤。

本发明的有益效果：完善了5083铝合金热轧中厚板生产工艺。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明的工艺流程图。

熔炼、铸造、铣面、加热、热粗轧/热精轧、剪切、叠板/矫直、锯切、包装入库。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

5083铝合金中厚板20*1500*6000mm

熔炼：首先对配置的原料进行检验；合格的原料进行配置，合金材料组份按：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％其它杂质合计≤0.15％，Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：余量，进行配置，分别先后投入熔炼炉；熔炼中进行炉前分析、成分调整、导炉、精炼除气、扒渣、温度调整。

铸造：采用半连续铸造，并按照相关检验标准检验铸锭是否满足生产要求。

铣面：大面的铣削量：15～20mm，小面的铣削量：10～15mm；要求大面铣后粗糙度Ra(um)小于3.2，小面铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。

加热：5083加热均热制度：炉气定温490℃，保温时间≥28h。

热粗轧：5083合金加工率控制在25％～35％范围；5083轧制速度控制在40～70m/min范围；终轧温度250～270℃。在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值，找出头中尾的差值，从而可以很精确的设定辊缝值，精确的控制厚差；由于5083合金偏析瘤较大，滚边道次增加为两道，第一道在200mm厚左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度加10mm，第二道在120mm厚左右时滚边，滚边宽度为铸锭宽度减10mm，可以有效控制裂边。

剪切：对经热粗轧或热精轧中厚成品板材采用剪切机进行剪切，根据成品长度，留出切边余量剪切成板片。

叠板：采用叠板机进行落片；将叠板机前的辊道改为尼龙辊，避免了运送过程造成的擦划伤。在叠板机叠板时板间垫高温纤维布或者铝箔，在锯切之前码料时板间垫纸，以避免料在厂内运输过程中因层间错动造成擦伤。

矫直：对于不平度不满足客户要求的板材在矫直机进行矫直。对于不平度满足客户要求的板材可直接锯切。

锯切：在精密锯锯切掉边部缺陷，以锯切边交货。

包装入库：根据公司的相关标准检验合格后方能进行包装入库。

实施例2

5083铝合金热轧中厚板8*1500*6000。

熔炼：首先对配置的原料进行检验；合格的原料进行配置，合金材料组份按：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％其它杂质合计≤0.15％，Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：余量，进行配置，分别先后投入熔炼炉；熔炼中进行炉前分析、成分调整、导炉、精炼除气、扒渣、温度调整。

铸造：采用半连续铸造，并按照相关检验标准检验铸锭是否满足生产要求。

铣面：大面的铣削量：15～20mm，小面的铣削量：10～15mm；要求大面铣后粗糙度Ra(um)小于3.2，小面铣后粗糙度Ra(um)小于6.4。

加热：5083加热均热制度：炉气定温490℃，保温时间≥28h。

热粗轧：5083合金加工率控制在25％～35％范围；5083轧制速度控制在40～70m/min范围；终轧温度250～270℃。在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值，找出头中尾的差值，从而可以很精确的设定辊缝值，精确的控制厚差；由于5083合金偏析瘤较大，滚边道次增加为两道，第一道在200mm厚左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度加10mm，第二道在120mm厚左右时滚边，滚边宽度为铸锭宽度减10mm，可以有效控制裂边。

热精轧：对于8mm厚的板材采用精轧机精轧轧制至终厚；根据来料宽度采用不同的道次分配，粗轧终了厚度20mm，精轧三道次卷取20mm→15mm→11mm→8mm；第一三道次使用清刷辊，并严格控制张力的使用，以利于热轧卷的表面质量。

剪切：对经热粗轧或热精轧中厚成品板材采用剪切机进行剪切，根据成品长度，留出切边余量剪切成板片。

叠板：采用叠板机进行落片；将叠板机前的辊道改为尼龙辊，避免了运送过程造成的擦划伤。在叠板机叠板时板间垫高温纤维布或者铝箔，在锯切之前码料时板间垫纸，以避免料在厂内运输过程中因层间错动造成擦伤。

矫直：对于不平度不满足客户要求的板材在矫直机进行矫直。对于不平度满足客户要求的板材可直接锯切。

锯切：在精密锯锯切掉边部缺陷，以锯切边交货。

包装入库：根据公司的相关标准检验合格后方能进行包装入库。

Claims (6)

1、一种铝合金热轧中厚板生产工艺，其特征在于：铝合金材料组分按重量百分比是：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％、其它杂质合计≤0.15％、Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：各组份余量之和为100％。

2、一种铝合金热轧中厚板生产工艺，具体工艺流程为：熔炼、铸造、铣面、加热、热粗轧/热精轧、叠板/矫直、锯切、包装入库；其特征在于：熔炼、铣面、加热、热粗轧/热精轧。

3、根据权利要求1或2所述的一种铝合金热轧中厚板生产工艺，其特征在于：所述的熔炼：首先对配置的原料进行检验；原料进行配比，合金材料组份按重量百分比：Fe≤0.35％、Si≤0.25％、Cu≤0.10％、Mn：0.70～0.90％、Mg：4.50～4.80％、Cr：0.10～0.20％、Zn≤0.20％、Ti≤0.10％其它杂质合计≤0.15％，Na≤5ppm、Ca≤5ppm，Al：各组份余量之和为100％；进行配比后投入熔炼炉；熔炼中进行炉前分析、成分调整、导炉、精炼除气、扒渣、温度调整。

4、根据权利要求2所述的一种铝合金热轧中厚板生产工艺，其特征在于：所述的铣面：采用铣床对铸锭进行铣面，大面的铣削量：15～20mm，小面的铣削量：10～15mm；大面铣后粗糙度Ra“um”小于3.2，小面铣后粗糙度Ra“um”小于6.4。

5、根据权利要求2所述的一种铝合金热轧中厚板生产工艺，其特征在于：所述的加热：采用加热炉对铣面铸锭进行先加热后均热的一个加工工艺步骤；升温阶段和保温阶段采用相同的炉气定温，炉气温度490℃；升温速度定为2℃/min，既要保证升温速度又要保证铸锭不产生裂纹；保温时间≥28h。

6、根据权利要求2所述的一种铝合金热轧中厚板生产工艺，其特征在于：所述的热粗轧/热精轧：对于厚度≥10mm的板材采用热粗轧轧制至终轧厚度剪切；对10～14mm厚的板材，终轧温度控制在230℃～270℃范围；在遵循相同轧制工艺的情况下，增加测量频次，找出辊缝值和实际厚度的差值，找出头中尾的差值，从而可以很精确的设定辊缝值，精确的控制厚差；

控制热缩量，根据终轧温度和厚度的不同，10～200mm厚板材，终轧温度在230～400℃范围，热缩量为0.7～1.2％；

主操通过正负弯、速度和压下量的配合进行板形控制；在后三道次轧制工艺稳定的情况下，配合正负弯的使用，可很好的控制板形；由于5083合金偏析瘤较大，滚边道次增加为两道，第一道在200mm厚左右滚边，滚边宽度为铸锭宽度加10mm，第二道在120mm厚左右时滚边，滚边宽度为铸锭宽度减10mm，可以有效控制裂边。