CN103014570B - 一种铝合金板材的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝合金板材的生产方法，该方法将镁质量分数为4.0%~4.5%的铝合金铸锭进行均匀化热处理后，加热，预留变形量进行热轧，冷却后，得到中间铝合金板材；将所述中间铝合金板材进行轧制，得到铝合金板材。与现有技术5083合金相比，首先，本发明将镁元素的成分控制在4.0%~4.5%，可减少第二相β相沿晶界、亚晶界析出的可能，降低了合金的腐蚀敏感性；其次，通过轧制变形量及两次轧制工艺的配合，提高了铝合金板材的力学性能和抗腐蚀性能；再次，均匀化热处理使合金的内部组织得到改善，消除铝合金铸锭组织及成分不均匀的现象，提高合金的塑性变形能力。

Description

一种铝合金板材的生产方法

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种铝合金板材的生产方法。

背景技术

铝合金是一种以铝为基的合金，主要合金元素有铜、硅、镁、锌和锰。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。

铝合金板材的生产方法是通过铝合金或者直接冷铸成锭块，或者连续浇铸成厚带材，接着热轧成预定厚度，再用一道单独的工序将带材冷轧至最终厚度后，进行热处理工艺，以提高铝合金板材的力学性能，耐腐蚀性能，并改善其加工性能，获得尺寸的稳定性。

铝合金板材的热处理工艺可分为退火处理、固溶处理、时效处理和冷热循环处理。退火过程中固溶体发生分解，第二相质点发生聚集，可以消除铸件的内应力，稳定铸件尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。固溶热处理指将合金加热到高温单相区恒温保持，使得在热轧和冷轧过程中，从母体合金中沉淀出来的所有可溶性合金成分溶解成固溶体，快速冷却以得到过饱和固溶体的热处理工艺，可提高合金的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程，从而使合金基体的点阵恢复到比较稳定的状态。冷热循环处理可引起固溶体点阵收缩和膨胀,使各相的晶格发生了少许位移,使第二相质点处于更加稳定的状态,从而提高合金尺寸的稳定性,适于精密零件的制造。

船用铝合金板材要求采用中等强度并拥有良好抗腐蚀性能的特殊铝合金板材，并且根据其使用特点可分为与海水接触和不与海水接触两种，而与海水接触船用板材要严格控制其耐剥落腐蚀性能和晶间腐蚀性能。

目前，船用铝合金均为5xxx合金，主要元素为镁，镁含量为3%~5%又可称为镁合金，具有密度低。抗拉强度高、延伸率高等优点。其中使用最多的为5083合金，其生产工艺主要是依靠二次冷轧变形提高板材力学性能，然后通过热处理提高其强度和耐腐蚀性能，通过此生产工艺可使铝合金板材的力学性能达到要求，但其抗腐蚀性能不稳定，尤其是对于使用环境苛刻的条件下，不能满足较高抗腐蚀性能的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铝合金板材的生产方法，该方法生产的铝合金板材具有较好的耐腐蚀性能。

本发明提供了一种铝合金板材的生产方法，包括以下步骤：

A）将铝合金铸锭进行均匀化热处理，所述铝合金铸锭的镁质量分数为4.0%~4.5%，得到均匀化热处理的铝合金铸锭；

B）将均匀化热处理的铝合金铸锭加热，预留变形量进行热轧，冷却后，得到中间铝合金板材；

C）将所述中间铝合金板材进行轧制，得到铝合金板材。

优选的，所述均匀化热处理的温度为430℃~500℃。

优选的，所述步骤B中加热的温度为430℃~480℃。

优选的，所述热轧采用大变形量轧制工艺。

优选的，所述热轧的温度为280℃~380℃。

优选的，所述预留变形量为5%~15%。

优选的，所述中间铝合金板材的温度为200℃~270℃。

优选的，所述步骤C中轧制为小变形量轧制。

优选的，所述铝合金板材的厚度≥8.0mm。

本发明提供了一种铝合金板材的生产方法，该方法将镁质量分数为4.0%~4.5%的铝合金铸锭进行均匀化热处理后，加热，预留变形量进行热轧，冷却后，得到中间铝合金板材；将所述中间铝合金板材进行轧制，得到铝合金板材。与现有技术5083合金相比，首先，本发明将镁元素的成分控制在4.0%~4.5％，可减少第二相β相沿晶界、亚晶界析出的可能，降低了合金的腐蚀敏感性；其次，通过轧制变形量及两次轧制工艺的配合，提高了铝合金板材的力学性能和抗腐蚀性能；再次，均匀化热处理使合金的内部组织得到改善，消除铝合金铸锭组织及成分不均匀的现象，提高合金的塑性变形能力。

具体实施方式

本发明提供了一种铝合金板材的生产方法，包括以下步骤：A）将铝合金铸锭进行均匀化热处理，所述铝合金铸锭的镁质量分数为4.0%~4.5％，得到均匀化热处理的铝合金铸锭；B）将均匀化热处理的铝合金铸锭加热，预留变形量进行热轧，冷却后，得到中间铝合金板材；C）将所述中间铝合金板材进行小变形量轧制，得到铝合金板材。

其中，所述铝合金铸锭可为市售的，也可为自制，其中镁的质量分数为4.0%~4.5%即可，来源并无特殊的限制，所述自制的方法为本领域技术人员熟知的熔铸方法，并无特殊的限制，在熔铸过程中控制合金元素所占的比例范围即可。所述镁的质量分数优选为4.1%~4.4％，更优选为4.2%~4.3％，可减少第二相β相沿晶界、亚晶界析出的可能，降低了合金的腐蚀敏感性。其他元素的含量均按照5xxx系合金国际标准进行控制即可，并无特殊的限制。

所述均匀化热处理的方法为本领域技术人员熟知的热处理方法，并无特殊的限制。本发明中所述均匀化热处理的温度为430℃~500℃，优选为450℃~500℃，更优选为450℃~480℃。均匀化热处理是合金进行变形前的重要过程，可以明显改善铸态合金中的元素偏析现象，消除共晶组织，减少合金在变形过程中的应力集中点，提高合金的塑性变形能力，为强化相在随后的时效过程中沉淀析出做准备。

所述步骤B中加热的温度为430℃~480℃，优选为450℃~480℃，更优选为450℃~470℃。

所述热轧采用本领域技术人员熟知的轧制方法进行，本发明中优选采用大变形量轧制工艺。所述热轧的温度为280℃~380℃，优选为300℃~380℃，更优选为300℃~360℃。本发明所述热轧需预留变形量，然后使其在机列辊道上进行冷却，所述预留变形量为5%~15%，优选为5%~12%，更优选为8%~12％。通过热轧，铝合金获得较大的变形，得到中间铝合金板材。

所述中间铝合金板材的温度为200℃~270℃，优选为210℃~260℃，更优选为220℃~250℃。

所述步骤C中的轧制为小变形量轧制，得到铝合金板材。所述铝合金板材的厚度为本领域技术人员熟知的产品要求的厚度，本发明中所述铝合金板材的厚度优选大于或等于8.0mm。

本发明通过轧制变形量及两次轧制工艺的配合，提高铝合金板材的力学性能和抗腐蚀性能，进而满足了船用铝合金板较高的抗腐蚀性能的使用要求。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种铝合金板材的生产方法进行详细描述。

以下实施例中所用的试剂及铝合金铸锭均为市售。

实施例1

1.1将镁元素质量分数为4.1%的5083铝合金铸锭在均热温度为450℃的条件下进行均匀化热处理，得到均匀化热处理后的铝合金铸锭。

1.2将1.1中得到的均匀化热处理后的铝合金铸锭加热至460℃，得到加热后的铝合金铸锭。

1.3利用大变形量轧制工艺对1.2中得到的加热后的铝合金铸锭在温度为300℃的条件下，预留5%变形量进行热轧，然后在机列辊道上冷却至220℃，得到中间铝合金板材。

1.4将1.3中得到的中间铝合金板材进行小变形量轧制，得到厚度为8.0mm的铝合金板材。

根据GB/T22641-2008对1.4中得到的铝合金板材进行测试，得到结果符合国家标准。

实施例2

2.1将镁元素质量分数为4.2%的5083铝合金铸锭在均热温度为480℃的条件下进行均匀化热处理，得到均匀化热处理后的铝合金铸锭。

2.2将2.1中得到的均匀化热处理后的铝合金铸锭加热至460℃，得到加热后的铝合金铸锭。

2.3利用大变形量轧制工艺对2.2中得到的加热后的铝合金铸锭在温度为300℃的条件下，预留8%变形量进行热轧，然后在机列辊道上冷却至220℃，得到中间铝合金板材。

2.4将2.3中得到的中间铝合金板材进行小变形量轧制，得到厚度为10.0mm的铝合金板材。

根据GB/T22641-2008对2.4中得到的铝合金板材进行测试，得到结果符合国家标准。

实施例3

3.1将镁元素质量分数为4.2%的5083铝合金铸锭在均热温度为480℃的条件下进行均匀化热处理，得到均匀化热处理后的铝合金铸锭。

3.2将3.1中得到的均匀化热处理后的铝合金铸锭加热至460℃，得到加热后的铝合金铸锭。

3.3利用大变形量轧制工艺对3.2中得到的加热后的铝合金铸锭在温度为300℃的条件下，预留8%变形量进行热轧，然后在机列辊道上冷却至220℃，得到中间铝合金板材。

3.4将3.3中得到的中间铝合金板材进行小变形量轧制，得到厚度为10.0mm的铝合金板材。

根据GB/T22641-2008对3.4中得到的铝合金板材进行测试，得到结果符合国家标准。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种铝合金板材的生产方法，其特征在于，具体为以下步骤：

A)将铝合金铸锭进行均匀化热处理，所述铝合金铸锭的镁质量分数为4.0％～4.5％，得到均匀化热处理的铝合金铸锭；

B)将均匀化热处理的铝合金铸锭加热，预留变形量进行热轧，冷却后，得到中间铝合金板材；所述均匀化热处理的温度为430℃～500℃；所述加热的温度为430℃～480℃；

所述热轧采用大变形量轧制工艺；所述预留变形量为5％～15％；所述热轧的温度为280℃～380℃；

所述中间铝合金板材的温度为200℃～270℃；

C)将所述中间铝合金板材进行轧制，得到铝合金板材；

所述轧制为小变形量轧制；所述铝合金板材的厚度≥8.0mm。