CN102876940A - 一种性能稳定铝合金薄板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，本发明涉及一种铝合金板的制造方法。本发明是要解决铸造方法成形的局限性和铸态镁合金组织粗大造成的铝合金薄板强度差，导致制品的性能不稳定的问题。方法：一、熔炼；二、铸造；三、均火；四、轧制；五、退火。本发明选择合理的工艺流程，通过对轧制成品时对加工率的控制达到细化组织、提高强度的目的；通过退火温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的；本发明生产的铝合金薄板制品板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的，屈服强度达到358MPa～367MPa，抗拉强度达到280MPa～291MPa，延伸率达到11%～15%。本发明制备的性能稳定铝合金薄板用于船泊、汽车制造业领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金板的制造方法。
背景技术
铝合金薄板具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点，是铝合金中的典型合金。铝合金薄板是船泊、汽车制造业、制罐工业所用的主要材料，此种合金制品主要通过铸造方法或机械加工方法获得，而铸造方法成形的局限性和铸态镁合金组织粗大造成的铝合金薄板强度差的问题，导致制品的性能不稳定，使此种铝合金的应用受到很大的限制。因此，研究此种合金加工制造工艺是推动铝合金材料应用的关键。
发明内容
本发明是要解决铸造方法成形的局限性和铸态镁合金组织粗大造成的铝合金薄板强度差，导致制品的性能不稳定的问题，而提供一种性能稳定铝合金薄板的制造方法。
一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si和Fe之和的质量分数为0.38%~0.42%、Cu的质量分数为0.08%~0.12%、Mn的质量分数为0.50％~1.0％、Mg的质量分数为4.7％~5.5％、Zn的质量分数为0.23%~0.27％、Cr的质量分数为0.05％~0.20％、Ti的质量分数为0.03%~0.15%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼2.5h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金溶液在温度为680℃～710℃、铸造速度为55mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为19℃～25℃的条件下采用半连续铸造法铸造成规格为（254mm～256mm）×（1498mm～1502mm）的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为480℃～520℃条件下保温7h~11h，再在温度为460℃～480℃条件下保温24h~28h，进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中，设置温度为600℃~640℃，保温5h~8h，至铝合金铸锭温度为450℃~480℃出炉，再放入热轧机中，在压力为400T~1500T、温度为450℃～480℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，热轧成厚度为7.5mm～8.5mm的板材；再将板材放入退火炉中，在温度为430℃~470℃条件下保持3h~7h，再放入二重冷轧机中，在压力为500T~1200T、温度为10℃～40℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，冷轧成厚度为3.5mm～4.5mm的成品板材；
五、退火：将步骤四制得的成品板材再将板材放入退火炉中，设定温度为300℃，当板材高点温度为220℃时，改设定温度为240℃，当板材低点温度为230℃时，保温4h~8h，当板材温度为220℃～250℃时出炉，得到性能稳定铝合金薄板。
步骤一中Si和Fe的和中，Si与Fe为任意比例。
本发明制备的高性能镁合金厚板中的单个杂质少于0.05％，全部杂质少于0.10%，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响。
本发明的有益效果是：本发明选择合理的工艺流程，通过对轧制成品时对加工率的控制达到细化组织、提高强度的目的；通过退火温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的；本发明生产出的铝合金薄板制品板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的，屈服强度达到358MPa～367MPa，抗拉强度达到280MPa～291MPa，延伸率达到11%～15%。
本发明制备的性能稳定铝合金薄板用于船泊、汽车制造业领域。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si和Fe之和的质量分数为0.38%~0.42%、Cu的质量分数为0.08%~0.12%、Mn的质量分数为0.50％~1.0％、Mg的质量分数为4.7％~5.5％、Zn的质量分数为0.23%~0.27％、Cr的质量分数为0.05％~0.20％、Ti的质量分数为0.03%~0.15%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼2.5h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金溶液在温度为680℃～710℃、铸造速度为55mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为19℃～25℃的条件下采用半连续铸造法铸造成规格为（254mm～256mm）×（1498mm～1502mm）的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为480℃～520℃条件下保温7h~11h，再在温度为460℃～480℃条件下保温24h~28h，进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中，设置温度为600℃~640℃，保温5h~8h，至铝合金铸锭温度为450℃~480℃出炉，再放入热轧机中，在压力为400T~1500T、温度为450℃～480℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，热轧成厚度为7.5mm～8.5mm的板材；再将板材放入退火炉中，在温度为430℃~470℃条件下保持3h~7h，再放入二重冷轧机中，在压力为500T~1200T、温度为10℃～40℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，冷轧成厚度为3.5mm～4.5mm的成品板材；
五、退火：将步骤四制得的成品板材再将板材放入退火炉中，设定温度为300℃，当板材高点温度为220℃时，改设定温度为240℃，当板材低点温度为230℃时，保温4h~8h，当板材温度为220℃～250℃时出炉，得到性能稳定铝合金薄板。
步骤一中Si和Fe的和中，Si与Fe为任意比例。
本实施方式制备的高性能镁合金厚板中的单个杂质少于0.05％，全部杂质少于0.10%，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响。
本发明的有益效果是：本发明选择合理的工艺流程，通过对轧制成品时对加工率的控制达到细化组织、提高强度的目的；通过退火温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的；本发明生产出的铝合金薄板制品板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的，屈服强度达到358MPa～367MPa，抗拉强度达到280MPa～291MPa，延伸率达到11%～15%。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中按Si和Fe任意比例之和的质量分数为0.40%、Cu的质量分数为0.10%、Mn的质量分数为0.80％~0.9％、Mg的质量分数为4.9％~5.3％、Zn的质量分数为0.25％、Cr的质量分数为0.10％~0.18％、Ti的质量分数为0.09%~0.12%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中在温度为710℃～730℃条件下熔炼4h。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中铝合金溶液在温度为690℃～700℃、铸造速度为56mm/min～59mm/min、冷却水强度为0.10MPa～0.13MPa、冷却水温度为20℃～23℃的条件下采用半连续铸造法铸造。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中铸造成规格为255mm×1500mm的铝合金铸锭。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三中在温度为495℃～505℃条件下保温9h~10h，再在温度为470℃条件下保温26h，进行均匀化退火处理。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四中热轧成厚度为8.0mm的板材。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤四中将板材放入退火炉中，在温度为450℃条件下保持5h。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤四中冷轧成厚度为4.0mm的成品板材。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤五中保温6h。其它与具体实施方式一至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si的质量分数为0.18%、Fe的质量分数为0.22%、Cu的质量分数为0.10%、Mn的质量分数为0.8％、Mg的质量分数为5.1％、Zn的质量分数为0.25％、Cr的质量分数为0.13％、Ti的质量分数为0.90%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为720℃条件下熔炼4h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金溶液在温度为690℃、铸造速度为58mm/min、冷却水强度为0.11MPa、冷却水温度为22℃的条件下采用半连续铸造法铸造成规格为255mm×1500mm的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为500℃条件下保温10h，再在温度为470℃条件下保温26h，进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中，设置温度为620℃，保温8h，至铝合金铸锭温度为480℃出炉，再放入热轧机中，在压力为1500T、温度为480℃条件下进行轧制，控制轧制速度为3m/min，热轧成厚度为8.0mm的板材；再将板材放入退火炉中，在温度为450℃条件下保持5h，再放入二重冷轧机中，在压力为在压力为1200T、温度为40℃条件下进行轧制，控制轧制速度为3m/min，冷轧成厚度为4.0mm的成品板材；
五、退火：将步骤四制得的成品板材再将板材放入退火炉中，设定温度为300℃，当板材高点温度为220℃时，改设定温度为240℃，当板材低点温度为230℃时，保温6h，当板材温度为240℃时出炉，得到性能稳定铝合金薄板。
本实施例制备的性能稳定铝合金薄板，板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好，屈服强度为367MPa，抗拉强度为291MPa，延伸率为15%。
Claims (10)
1.一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于一种性能稳定铝合金薄板的制造方法具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si和Fe之和的质量分数为0.38%~0.42%、Cu的质量分数为0.08%~0.12%、Mn的质量分数为0.50％~1.0％、Mg的质量分数为4.7％~5.5％、Zn的质量分数为0.23%~0.27％、Cr的质量分数为0.05％~0.20％、Ti的质量分数为0.03%~0.15%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼2.5h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金溶液在温度为680℃～710℃、铸造速度为55mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为19℃～25℃的条件下采用半连续铸造法铸造成规格为（254mm～256mm）×（1498mm～1502mm）的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为480℃～520℃条件下保温7h~11h，再在温度为460℃～480℃条件下保温24h~28h，进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中，设置温度为600℃~640℃，保温5h~8h，至铝合金铸锭温度为450℃~480℃出炉，再放入热轧机中，在压力为400T~1500T、温度为450℃～480℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，热轧成厚度为7.5mm～8.5mm的板材；再将板材放入退火炉中，在温度为430℃~470℃条件下保持3h~7h，再放入二重冷轧机中，在压力为500T~1200T、温度为10℃～40℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，冷轧成厚度为3.5mm～4.5mm的成品板材；
五、退火：将步骤四制得的成品板材再将板材放入退火炉中，设定温度为300℃，当板材高点温度为220℃时，改设定温度为240℃，当板材低点温度为230℃时，保温4h~8h，当板材温度为220℃～250℃时出炉，得到性能稳定铝合金薄板。
2.根据权利要求1所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤一中按Si和Fe任意比例之和的质量分数为0.40%、Cu的质量分数为0.10%、Mn的质量分数为0.80％~0.9％、Mg的质量分数为4.9％~5.3％、Zn的质量分数为0.25％、Cr的质量分数为0.10％~0.18％、Ti的质量分数为0.09%~0.12%、余量为Al称取铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、镁-锰中间合金、纯锌锭、铝-铬中间合金、铝-钛中间合金和铝锭。
3.根据权利要求2所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤一中在温度为710℃～730℃条件下熔炼4h。
4.根据权利要求3所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤二中铝合金溶液在温度为690℃～700℃、铸造速度为56mm/min～59mm/min、冷却水强度为0.10MPa～0.13MPa、冷却水温度为20℃～23℃的条件下采用半连续铸造法铸造。
5.根据权利要求4所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤二中铸造成规格为255mm×1500mm的铝合金铸锭。
6.根据权利要求5所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤三中在温度为495℃～505℃条件下保温9h~10h，再在温度为470℃条件下保温26h，进行均匀化退火处理。
7.根据权利要求6所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤四中热轧成厚度为8.0mm的板材。
8.根据权利要求7所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤四中将板材放入退火炉中，在温度为450℃条件下保持5h。
9.根据权利要求8所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤四中冷轧成厚度为4.0mm的成品板材。
10.根据权利要求9所述一种性能稳定铝合金薄板的制造方法，其特征在于步骤五中保温6h。
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