CN101935786B - 5052铝合金的稳定化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种5052铝合金的稳定化处理方法，属于合金材料技术领域。它解决了现有的5052铝合金的力学性能不稳定的问题。本5052铝合金的稳定化处理方法，该方法包括以下步骤：A、轧制：选择铝合金卷材或板材通过热轧或/和冷轧至厚度为1.0-3.0mm；B、中间退火：将上述轧制后的铝合金卷材或板材在温度为520-580℃的条件下中间退火，保温时间为10-15小时；C、冷轧：将上述中间退火后的铝合金卷材或板材通过冷变形加工率为20％-50％的冷轧后制得性能稳定的5052铝合金材料。本5052铝合金的稳定化处理方法具有能耗低、生产效率高、制得的成品的力学性能均匀稳定以及个性差异小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金的处理方法，尤其涉及5052铝合金的稳定化处理方法，属于合金材料技术领域。
背景技术
目前5052铝合金的应用日趋广泛，用途涉及交通、运输、船舶、电子等行业，是一个发展前景较好的有色金属材料。5052铝合金主要为热轧方式或铸轧方式生产。但不论是热轧方式还是铸轧方式生产5052铝合金卷材或板材，都会面临最终产品性能的不稳定。这主要是因为对于热轧料，卷与卷之间由于受轧制速度、设备工况、操作者技能水平、产品质量等方面的影响，会导致各卷之间终轧温度的不同，不同的终轧温度会使卷材的再结晶组织有所区别，另外由于各卷之间还存在尺寸厚度的差异，铸轧卷主要为卷与卷之间存在尺寸厚度的差异，尺寸厚度的差异会引起变形加工率的差异。正是由于以上差异因素的影响，才使不论是热轧5052铝合金还是铸轧5052铝合金，在最终产品的性能上存在不稳定性。
中国专利申请(公开号：CN1804082A)涉及一种高强度5052铝合金，通过对5052铝合金的化学成分及含量在GB/T3190-1996范围之内进行优化调整，其中Mg：2.5-2.8％；Mn：0.05-0.10％；Cr：0.20-0.30％；Cu：0.05-0.10％；Zn≤0.05％；Si≤0.20％；Fe≤0.25％；稀土金属0.05-0.3％；其它元素：单个≤0.05％，合计≤0.15％，Al为余量。虽然使得该5052铝合金的最终性能指标达到：抗拉强度σb≥300MPa，屈服强度σs≥240MPa，延伸率≥10％。但是5052铝合金在室温下放置会发生时效软化，仅从化学成分及含量上调整，无法使最终产品获得稳定的力学性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有的5052铝合金所存在的缺陷，提供一种5052铝合金的稳定化处理方法，该方法可以使得最终产品具有稳定的力学性能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种5052铝合金的稳定化处理方法，该方法包括以下步骤：
A、轧制：选择铝合金卷材或板材通过热轧或/和冷轧至厚度为1.0-3.0mm；
B、中间退火：将上述轧制后的铝合金卷材或板材在温度为520-580℃的条件下中间退火，保温时间为10-15小时；
C、冷轧：将上述中间退火后的铝合金卷材或板材通过冷变形加工率为20％-50％的冷轧后制得性能稳定的5052铝合金材料。
本发明的铝合金卷材或板材可以通过普通的热轧或铸轧制成，具体的工艺如下所示：先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧轧成铝合金卷材或板材。
本发明通过将5052铝合金卷材或板材轧制到某个特定的厚度1.0-3.0mm，在该特定厚度下进行适当的中间退火处理，使5052铝合金处于完全再结晶组织状态，变形应力消除，再通过冷变形加工率为20％-50％的冷轧轧制到所需的成品厚度，从而获得稳定的成品性能。本发明使在特定厚度1.0-3.0mm的5052铝合金产品发生完全再结晶，充分消除应力应变和晶粒组织上的差异，然后再通过合适的变形加工率冷轧，使5052铝合金达到所需的加工工艺性能，且保持性能稳定。
步骤A中通过将铝合金卷材或板材热轧或/和冷轧至厚度为1.0-3.0mm，使得铝合金大部分为再结晶组织，具有较低的强度和较高的塑性，步骤B中中间退火可以达到了完全再结晶的目的，形成再结晶等轴晶粒；步骤C中冷变形加工率为20％-50％可以获得力学稳定的抗拉强度、屈服强度和伸长率。
在上述的5052铝合金的稳定化处理方法中，步骤A中所述的铝合金卷材或板材的成分及其质量百分比为：Mg：2.4-2.6％；Mn：0.05-0.10％；Cr：0.18-0.25％；Cu：0.05-0.10％；Zn≤0.15％；Si≤0.20％；Fe≤0.35％；Ti：0.01-0.03％；其它元素：单个≤0.05％，合计≤0.15％；Al为余量。本发明中Mg含量作为主要强化元素，含镁质量百分含量控制在2.4～2.6％；Mn和Cr具有相似的作用，而Mn部分溶入基体，可以提高再结晶温度，改善抗腐蚀性能和减少焊接裂纹，为了阻止晶粒粗化，因此将Mn的含量控制在0.05～0.1％之间。Cr的加入对合金基体有强化作用，但会影响塑性，因此将其含量控制在0.18-0.25％之间。Cu可以提高合金的耐蚀性能，因此将Cu含量控制在0.05-0.10％。Ti可细化铸造组织；Fe和Si为主要杂质，应加以控制。
在上述的5052铝合金的稳定化处理方法中，作为优选，步骤B中中间退火的温度为530-550℃，保温时间为12-13小时；步骤C中冷轧时的冷变形加工率为35％-50％。
综上所述，本发明具有以下优点：
本发明的5052铝合金的稳定化处理方法降低了轧制变形的能耗；提高产品生产效率；最终制得的5052铝合金成品力学性能均匀稳定，个性差异小。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并不限于这些实施例。
本发明为提高热轧或铸轧生产5052合金产品的性能稳定性，在GB/T3190-2008化学成份的基础上，严格控制各合金元素的成份配比。5052合金按GB/T3190-2008的要求，成分及其质量百分比为：Si≤0.25％，Fe≤0.4％，Cu≤0.10％，Mn≤0.10％，Mg：2.2-2.8％，Cr：0.15-0.35％，Zn≤0.10％，其它元素：单个≤0.05％，合计≤0.15％；Al为余量。
而本发明在严格控制满足上述化学成份的基础上，确定成分及其质量百分比为：Mg：2.4-2.6％；Mn：0.05-0.10％；Cr：0.18-0.25％；Cu：0.05-0.10％；Zn≤0.15％；Si≤0.20％；Fe≤0.35％；Ti：0.01-0.03％；其它元素：单个≤0.05％，合计≤0.15％；Al为余量。
实施例1
先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧轧成铝合金卷材，将铝合金卷材通过冷轧至厚度为3.0mm；在温度为550℃的条件下中间退火，保温时间为12小时；将上述中间退火后的铝合金卷材通过冷变形加工率为50％的冷轧后制得性能稳定的厚度为1.5mm的5052铝合金卷材。
实施例2
先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧轧成铝合金板材，将铝合金板材通过热轧至厚度为2.0mm；在温度为530℃的条件下中间退火，保温时间为15小时；将上述中间退火后的铝合金板材通过冷变形加工率为40％的冷轧后制得性能稳定的厚度为1.2mm的5052铝合金板材。
实施例3
先将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧轧成铝合金卷材，将铝合金卷材先通过热轧后经过冷轧至厚度为1.0mm；在温度为560℃的条件下中间退火，保温时间为12小时；将上述中间退火后的铝合金卷材通过冷变形加工率为35％的冷轧后制得性能稳定的厚度为0.65mm的5052铝合金卷材。
通过上述稳定化处理使该合金处于完全再结晶状态，晶粒组织大小均匀，最终产品获得稳定的力学性能。具体性能指标如表1所示：
表1：本发明处理后5052铝合金的力学性能
本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
Claims (3)
1.一种5052铝合金的稳定化处理方法，该方法包括以下步骤：
A、轧制：选择铝合金卷材或板材通过热轧或/和冷轧至厚度为1.0-3.0mm；
B、中间退火：将上述轧制后的铝合金卷材或板材在温度为530-550℃的条件下中间退火，保温时间为12-13小时；
C、冷轧：将上述中间退火后的铝合金卷材或板材通过冷变形加工率为20％-50％的冷轧后制得性能稳定的5052铝合金材料。
2.根据权利要求1所述的5052铝合金的稳定化处理方法，其特征在于：步骤A中所述的铝合金卷材或板材的成分及其质量百分比为：Mg：2.4-2.6％；Mn：0.05-0.10％；Cr：0.18-0.25％；Cu：0.05-0.10％；Zn≤0.15％；Si≤0.20％；Fe≤0.35％；Ti：0.01-0.03％；其它元素：单个≤0.05％，合计≤0.15％；Al为余量。
3.根据权利要求1或2所述的5052铝合金的稳定化处理方法，其特征在于：步骤C中冷轧时的冷变形加工率为35％-50％。
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