CN101805863B - 列车车厢铝合金板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列车车厢铝合金板的制造方法，包括将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯、均匀化处理、将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型、冷轧达到设计厚度和稳定化处理步骤，本发明在内控成分的同时，采用合理的制造工艺，使成品板材抗拉强度达到495MPa以上，屈服强度达到425MPa以上，硬度达到HB161以上，超过现有列车车厢板材的指标，断后延伸率达到11％以上，由于添加Ti和Zr并产生包晶反应，使本发明生产的板材具有较好的耐腐蚀特性。

Description

列车车厢铝合金板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝型材生产工艺，特别涉及一种列车车厢铝合金板的制造方法。
背景技术
铝合金是以铝为基的合金总称。主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等；铝合金具有较低的密度，但强度比较高，某些标准牌号接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。
由于铝合金板材具有以上优良特性，因而也适用于列车车厢板的材料；可显著降低车身重量，增加机车牵引力的使用效率；但是，用于列车车厢板对于铝合金材料具有较高的要求。要求铝合金具有较高的机械性能、耐腐蚀性，并且具有较好的可加工特性，比如焊接性能、轧制性能等；虽然可通过淬火和时效等热处理手段来提高机械性能，但是，内控成分才是影响铝合金性质的主要原因。
现有技术中，用于制造列车车厢板的材料有多种标准，但是大都是为保证某一方面的性能而进行调整成分，无法保证铝合金板材的综合性能。比如，5083具有较好的耐腐蚀性和可焊性，日本的6N01具有较好的强度和机加工特性等等。而列车车厢板材需要具有较好的耐腐蚀性、强度、硬度和较好的加工特性，从而保证车厢的安全性。
因此，需要一种列车车厢铝合金板材料，具有较好的耐腐蚀性、较高的抗拉强度、屈服强度、硬度和较好的延伸率，还具有较好的机械加工特性和焊接性能，适用于列车车厢使用，在进行轧制加工时不易发生翘弯等突变和热轧开裂问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种列车车厢铝合金板的制造方法，生产出的板材具有较好的耐腐蚀性、较高的抗拉强度、屈服强度、硬度和较好的延伸率，还具有较好的机械加工特性和焊接性能，适用于列车车厢使用，在进行轧制加工时不易发生翘弯等突变和热轧开裂问题。
本发明的列车车厢铝合金板的制造方法，包括以下步骤：
a.将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1％-1.2％，Fe 0.3％，Cu 0.11-0.14％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 6.9-7.2％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质小于0.08％；熔炼温度为755-760℃，浇铸成坯速度85～88/mm.min-1，进行均匀化退火，温度在500℃保温40小时；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型，热轧温度为500℃，保温10小时，热轧时留有15％的冷轧加工余量；
c.冷轧达到设计厚度；
d.进行稳定化处理，稳定化处理温度高于120℃-140℃，保温时间为6-8小时。
进一步，铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1％，Fe 0.3％，Cu 0.14％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 6.9％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质小于0.08％；
进一步，材料中单种杂质的含量小于0.02％。
本发明的有益效果是：本发明的列车车厢铝合金板的制造方法，在内控成分的同时，采用合理的制造工艺，使成品板材具有较好的耐腐蚀性、较高的抗拉强度、屈服强度、硬度和较好的延伸率，还具有较好的机械加工特性和焊接性能，适用于列车车厢使用，在进行轧制加工时不易发生翘弯等突变和热轧开裂问题；实验证明，本发明所生产出的板材，抗拉强度达到495Mpa以上，屈服强度达到425Mpa以上，硬度达到HB161以上，超过现有列车车厢板材的指标，断后延伸率达到11％以上，由于添加Ti和Zr并产生包晶反应，使本发明生产的板材具有较好的耐腐蚀特性。
具体实施方式
实施例一
本实施例的列车车厢铝合金板的制造方法，包括以下步骤：
a.将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1％，Fe 0.3％，Cu 0.14％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 7.2％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质0.08％，单种杂质的含量小于0.02％；熔炼温度为755-760℃，浇铸成坯速度85～88/mm.min-1，进行均匀化退火，温度在500℃保温40小时；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型，热轧温度为500℃，保温10小时，热轧时留有15％的冷轧加工余量；
c.冷轧达到设计厚度；
d.进行稳定化处理，稳定化处理温度高于120℃-140℃，保温时间为8小时。
本实施例所生产出的板材，抗拉强度达到510Mpa以上，屈服强度达到441Mpa以上，硬度HB161，超过现有列车车厢板材的指标，断后延伸率达到14％，由于添加Ti和Zr并产生包晶反应，使本发明生产的板材具有较好的耐腐蚀特性。
实施例二
本实施例的列车车厢铝合金板的制造方法，包括以下步骤：
a.将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1.2％，Fe 0.3％，Cu 0.11％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 6.9％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质0.08％，单种杂质的含量小于0.02％；熔炼温度为755-760℃，浇铸成坯速度85～88/mm.min-1，进行均匀化退火，温度在500℃保温40小时；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型，热轧温度为500℃，保温10小时，热轧时留有15％的冷轧加工余量；
c.冷轧达到设计厚度；
d.进行稳定化处理，稳定化处理温度高于120℃-140℃，保温时间为6小时。
本实施例所生产出的板材，抗拉强度达到495Mpa，屈服强度达到425Mpa，硬度HB172，超过现有列车车厢板材的指标，断后延伸率达到11％，由于添加Ti和Zr并产生包晶反应，使本发明生产的板材具有较好的耐腐蚀特性。
实施例三
本实施例的列车车厢铝合金板的制造方法，包括以下步骤：
a.将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1.1％，Fe 0.3％，Cu 0.12％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 7％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质0.08％，单种杂质的含量小于0.02％；熔炼温度为755-760℃，浇铸成坯速度85～88/mm.min-1，进行均匀化退火，温度在500℃保温40小时；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型，热轧温度为500℃，保温10小时，热轧时留有15％的冷轧加工余量；
c.冷轧达到设计厚度；
d.进行稳定化处理，稳定化处理温度高于120℃-140℃，保温时间为7小时。
本实施例所生产出的板材，抗拉强度达到505Mpa，屈服强度达到430Mpa，硬度HB165，超过现有列车车厢板材的指标，断后延伸率达到11％，由于添加Ti和Zr并产生包晶反应，使本发明生产的板材具有较好的耐腐蚀特性。
以上实施例只是对本发明起到清楚说明的作用，以上数值都可以在一定范围内加以调整。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行在一定范围内的修改，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种列车车厢铝合金板的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.将铝合金所用材料混合经熔炼、过滤后浇铸成坯和均匀化处理，形成以铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1％-1.2％，Fe 0.3％，Cu 0.11-0.14％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 6.9-7.2％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质小于0.08％；熔炼温度为755-760℃，浇铸成坯速度85～88mm.min-1，进行均匀化退火，温度在500℃保温40小时；
b.将均匀化处理后的铸锭毛坯依次进行热轧成型，热轧温度为500℃，保温10小时，热轧时留有15％的冷轧加工余量；
c.冷轧达到设计厚度；
d.进行稳定化处理，稳定化处理温度高于120℃-140℃，保温时间为6-8小时。
2.根据权利要求1所述的列车车厢铝合金板的制造方法，其特征在于：铝为主体的铸坯，包括下列内控成分：Si 1％，Fe 0.3％，Cu 0.14％，Mn 0.75％，Mg 5％，Cr 0.04％，Zn 6.9％，Ti 0.25％，Zr 0.2％，杂质小于0.08％。
3.根据权利要求2所述的列车车厢铝合金板的制造方法，其特征在于：材料中单种杂质的含量小于0.02％。
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