CN103495603A

CN103495603A - 一种运煤车用铝合金板材生产工艺

Info

Publication number: CN103495603A
Application number: CN201310491578.7A
Authority: CN
Inventors: 李伟; 张思平; 王军; 杨吉; 腾明和
Original assignee: Southwest Aluminum Group Co Ltd
Current assignee: Southwest Aluminum Group Co Ltd
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明公开了一种运煤车用铝合金板材生产工艺，包括以下步骤：铸锭加热；热粗轧：将铸锭轧制成为粗轧板材，所述热粗轧的开轧温度大于或等于480℃，终轧温度大于或等于430℃；热精轧直接压成：将所述粗轧板材采用热精轧机经过五个道次轧制直接压成成品厚度的产品卷材，热精轧终轧温度控制在230℃～350℃；大规格矫直剪切：将所述产品卷材矫直后剪切成为平板形板材；锯切和包装。与现有的生产工艺相比较，由于本方案的生产工序大大减少，所以生产效率大大提高；相应地，板材通过的机列数量也大大减少，因此，避免了板材表面擦划伤、印痕等缺陷，提高了产品实物表面质量，从而提高了产品的成品率。

Description

一种运煤车用铝合金板材生产工艺

技术领域

本发明涉及铝合金板材生产工艺技术领域，尤其涉及一种运煤车用铝合金板材生产工艺。

背景技术

铝合金是以铝为基的合金总称，铝合金具有质坚量轻、散热性好、抗压性强的特点。现在使用最多的运煤车用铝合金板材主要是5083合金，通过特殊的工艺技术控制，可以保证5083合金拥有中等力学性能同时也拥有良好板型。5083合金是高镁合金，该合金中各元素的含量为：Si（硅）的含量不大于0.40%、Cu（铜）的含量不大于0.10%、Mg（镁）的含量在4.0%～4.9%之间、Zn（锌）的含量不大于0.25%、Mn（锰）的含量在0.40%～1.0%之间、Ti（钛）的含量不大于0.15%、Cr（铬）的含量在0.05%～0.25%之间、Fe（铁）的含量不大于0.40%、Al（铝）的含量为余量。

现有的运煤车用铝合金板材的生产工艺主要是依靠冷变形提高板材力学性能强度，然后通过热处理，使强度达到标准要求。如图1所示，现有的生产工艺具体步骤如下：

铸锭加热：将铸锭加热至460～500℃；

热轧毛料：通过热轧工序，使产品由方铸锭相貌碾压至一定厚度的带材，以便于后续加工，产品道次分配为18→14.5→11.7→9.5mm；

预先全退火处理：金属温度加热至300～500℃，保温3～10小时，然后出炉空冷至室温，使金属具有良好的塑性变形能力，易于后序冷轧加工；

冷轧：冷轧至成品厚度，道次分配为9.5→8.0→7.0→6.0mm；

成品退火：成品冷轧后，力学性能提高，不利于后部工序进行加工，需要高温退火来降低力学性能；

预剪切：将带材剪切为片材；

压光冷压：退火后产品板型不良，性能偏低，需要通过一个小冷变形来提升性能指标，达到标准要求；

矫直（拉伸）：采用辊式矫直或移动钳口夹持拉伸，使板材的平直度达到标准或用户使用要求；

稳定化处理：将金属加热至100～200℃，保温10小时，然后出炉空冷至室温（5083铝合金中Mg含量为4.0～4.9%。含有一定Mg含量的铝合金，冷变形后产品其性能具有不稳定性，在室温下经过一段时间的停放，力学性能会逐渐下降，即所谓的时效软化，为了稳定其力学性能，保证长时间停放不会软化，需进行低温稳定化处理）；

锯切、包装：将最终成品加工成用户所需尺寸，然后包装发给用户使用。

可见，现有的生产工艺复杂、工序众多，生产效率低，由于板材尺寸超大，而板材通过的机列较多，因此，生产过程中板材表面擦划伤、印痕等缺陷特别多，导致产品实物表面质量差，成品率非常低。

另外，由于5083合金属于高镁合金，其宽度规格（成品2420mm，毛料2500mm）已达到各个生产机列宽度极限，在热轧冷轧以及压光时板型控制难度极大。由于冷加工率的差异较大，成品热处理的工序控制较为困难，从而影响成品板材力学性能的均匀性，也影响矫直工序的可操作性，导致板型较差。

因此，如何解决运煤车用铝合金板材生产效率低以及成品率低的问题，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种运煤车用铝合金板材生产工艺，用于解决运煤车用铝合金板材生产效率低以及成品率低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种运煤车用铝合金板材生产工艺，包括以下步骤：

铸锭加热；

热粗轧：将铸锭轧制成为粗轧板材，所述热粗轧的开轧温度大于或等于480℃，终轧温度大于或等于430℃；

热精轧直接压成：将所述粗轧板材采用热精轧机经过五个道次轧制直接压成成品厚度的产品卷材，热精轧终轧温度控制在230℃～350℃；

大规格矫直剪切：将所述产品卷材矫直后剪切成为平板形板材；

锯切；

包装。

优选地，所述热精轧直接压成中的每道次轧制速度控制在130m/min～150m/min。

优选地，所述热粗轧中的道次变形量为30mm～35mm。

优选地，在所述热粗轧步骤中控制粗轧板材的厚度为成品板材厚度的2～3倍。

优选地，所述热精轧直接压成中的最后道次的压下量为1.0mm～1.5mm。

优选地，所述热精轧直接压成中的精轧辊采用负凸度辊。

优选地，所述热粗轧中的粗轧辊采用平辊。

优选地，所述大规格矫直剪切与所述锯切之间还包括步骤：拉伸。

本发明提供的一种运煤车用铝合金板材生产工艺包括以下步骤：铸锭加热；热粗轧：将铸锭轧制成为粗轧板材，所述热粗轧的开轧温度大于或等于480℃，终轧温度大于或等于430℃；热精轧直接压成：将所述粗轧板材采用热精轧机经过五个道次轧制直接压成成品厚度的产品卷材，热精轧终轧温度控制在230℃～350℃；大规格矫直剪切：将所述产品卷材矫直后剪切成为平板形板材；锯切和包装。

本方案采用热精轧直接压成技术，将粗轧板材直接压成成品厚度规格的产品卷材，并通过调整铸锭的轧制温度和道次变形量，使产品力学性能满足标准要求，本方案减少了预先全退火、冷轧和成品退火等步骤，通过轧制板型控制和矫直技术控制，在大规格矫直剪切时获得良好的板型，减少了后续的稳定化处理等诸多作业量。与现有的生产工艺相比较，由于本方案的生产工序大大减少，所以生产效率大大提高；相应地，板材通过的机列数量也大大减少，因此，避免了板材表面擦划伤、印痕等缺陷，提高了产品实物表面质量，从而提高了产品的成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术运煤车用铝合金板材生产工艺流程示意图；

图2为本发明具体实施例一提供的运煤车用铝合金板材生产工艺流程示意图；

图3为本发明具体实施例二提供的运煤车用铝合金板材生产工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种运煤车用铝合金板材生产工艺，用于解决运煤车用铝合金板材生产效率低以及成品率低的问题。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参照图2，图2为本发明具体实施例一提供的运煤车用铝合金板材生产工艺流程示意图。本发明提供了一种运煤车用铝合金板材生产工艺，在实施例一中本方案的具体步骤如下：

铸锭加热；

热粗轧：本步骤中将铸锭轧制成为粗轧板材，并且控制热粗轧的开轧温度大于或等于480℃，终轧温度大于或等于430℃；

热精轧直接压成：本步骤中将粗轧板材采用热精轧机经过五个道次轧制直接压成成品厚度的产品卷材，并将热精轧终轧温度控制在230℃～350℃；

大规格矫直剪切：将产品卷材矫直后剪切成为平板形板材；

锯切；

包装。

其中，铸锭加热的目的是降低变形抗力，以利于热粗轧的进行。铸锭的加热温度根据合金状态图和塑性图确定，并且应尽量使热粗轧在最高的允许温度下开始，本方案中控制热粗轧的开轧温度大于或等于480℃。在热粗轧过程中采用大压下量轧制，使其铸造组织充分破碎并转化为加工组织，充分细化晶粒。

轧制终轧温度是金属产生塑性变形结束时的温度，这个温度有两个要求：一要满足金属仍在塑性变化的温度区域，以便顺利完成轧制；二要满足某种组织性能，这是因为不同的温度下金属具有不同的组织性能，如果超过终轧温度，就会出现其他组织的金相组织，这就影响了轧制质量。本方案中控制热粗轧的终轧温度大于或等于430℃，不仅可以使热粗轧顺利完成轧制，还能够保证轧制质量。

在热精轧直接压成工序中，本方案中的5083合金超大规格板材热精轧终轧温度控制在230℃～350℃范围内，能够得到满足标准要求的力学性能和抗腐蚀性能。

优选地，本方案在热粗轧步骤中控制粗轧板材的厚度为成品板材厚度的2～3倍，如此设置，可以尽量减小粗轧板材的厚度，从而可以方便在热精轧直接压成步骤中将粗轧板材轧制成成品厚度的产品卷材。优选地，热粗轧中的道次变形量为30mm～35mm，以使其铸造组织充分破碎转化为加工组织，充分细化晶粒。

板型控制的关键是压下制度的确定。在确定压下量分配时，根据5083合金的性质及高温性能、产品质量的需求、轧机能力及设备的要求等因素先确定其总加工率，再遵循等压下率分配各道次压下量。道次压下量的差异影响轧制力的变化，轧制力的改变影响轧辊挠度的改变。道次压下量大，则轧制力就越大，使轧辊挠度增加，道次压下量小则相反，压下量不合理就会使板型难以控制。根据波浪出现的位置和大小对压下量进行适当的调整，出现边浪应适当减小压下量，出现中间浪应适当增加压下量，同时适当减小最后次压下量能较好的控制板材厚度，降低板材的厚差波动。

为控制良好的板型，在热精轧直接压成步骤中，所有规格的产品均经过五个道次轧制成成品厚度的产品卷材。例如，成品厚度为6.0mm的产品，热精轧道次分配如下：18→14.5→11.7→9.5→7.5→6.0mm；成品厚度为8.0mm的产品，热精轧道次分配如下：20→16→13→11→9.5→8.0mm。可见，本方案中的热精轧道次压下量约在1.0mm至4.0mm之间，优选地，热精轧直接压成中的最后道次的压下量为1.0mm～1.5mm，如此能较好的控制板材厚度，降低板材的厚差波动。

要提高热精轧卷板型和生产效率，保证合理的终轧温度宜采用较高速度轧制。特别对于5083合金超大宽板，较高的轧制速度可以减少轧制过程板材温降，保证金属有良好的变形塑性，同时，较高的轧制速度可以提高金属的变形热，增加合金变形塑性，对加强轧制的板型控制，防止板材裂边起到很好的效果。另外，控制轧制速度还可以改变轧制过程中的摩擦力，摩擦力的改变影响轧制力的变化，轧制力的变化影响轧制过程中的压力辊型，对消除板材的波浪起到一定的效果，例如，当产生边浪时应适当提高轧制速度，出现中间浪时应适当降低轧制速度。优选地，本方案热精轧直接压成步骤中的运煤车用超大规格产品热精轧每道次轧制速度控制在130m/min～150m/mim，既可以提高热精轧的生产效率，又可以保证金属具有良好的变形塑性。

需要说明的是，虽然在轧制过程中可以通过弯辊和分段冷却的方式调节轧辊的凸度，但其调节作用是有限的，原始辊型才是主导因素。以精轧辊辊型为例，若原始辊型太小，则造成带材两边出现波浪；若原始辊型偏大，则造成带材中间波浪，甚至在轧制过程中出现压漏的现象。轧制的原始辊型可分为正凸度辊、平辊、负凸度辊。对于不同的轧辊应该采用不同的原始辊型，如冷轧辊采用正凸度辊，粗轧辊（高温轧制）采用平辊，精轧辊（中温轧制）采用负凸度辊。优选地，在本方案中热精轧直接压成中的精轧辊采用负凸度辊，热粗轧中的粗轧辊采用平辊，并结合热粗轧、热精轧道次分配，可以实现板型的良好控制。

在大规格矫直剪切步骤中，采用辊式矫直方法使产品卷材变直并满足平直度要求，然后预剪切成为平板型板材。

本方案采用热精轧直接压成技术，将粗轧板材直接压成成品厚度规格的产品卷材，并通过调整铸锭的轧制温度和道次变形量，使产品力学性能满足标准要求，本方案减少了预先全退火、冷轧和成品退火等步骤，通过轧制板型控制和矫直技术控制，在大规格矫直剪切时获得良好的板型，减少了后续的稳定化处理等诸多作业量。与现有的生产工艺相比较，由于本方案的生产工序大大减少，工艺简单，所以生产效率大大提高；相应地，板材通过的机列数量也大大减少，因此，避免了板材表面擦划伤、印痕等缺陷，提高了产品实物表面质量，从而提高了产品的成品率。

实施例二：

请参照图3，图3为本发明具体实施例二提供的运煤车用铝合金板材生产工艺流程示意图。由图3可以看出，实施例二中在大规格矫直剪切与锯切之间加入了拉伸这一步骤，其他步骤不变。由于在大规格矫直剪切步骤之后，板材的平直度可能会有所下降，为了提高板材的平直度，本实施例中在锯切步骤之前加入了拉伸这一步骤，即采用移动钳口夹持板材进行拉伸矫直，采用纯拉伸矫直有利于消除板材内部的残余应力，防止后续加工变形，如此便更好地满足了板材的平直度要求。

通过上述两个具体实施例可知，本方案采用热精轧直接压成技术可以将板材直接压成品厚度规格，通过特定的热轧温度控制及变形量工艺配合可以使板材到达强度要求；通过对轧辊凸度设计、轧制道次的安排，可以得到较好的产品板型和性能控制。通过上述生产工艺可以开发得到厚度不小于6.0mm、中等强度、拥有良好力学性能和板型的超大规格运煤车用铝合金板材。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

铸锭加热；

锯切；

包装。

2.根据权利要求1所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述热精轧直接压成中的每道次轧制速度控制在130m/min～150m/min。

3.根据权利要求1所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述热粗轧中的道次变形量为30mm～35mm。

4.根据权利要求3所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，在所述热粗轧步骤中控制粗轧板材的厚度为成品板材厚度的2～3倍。

5.根据权利要求1所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述热精轧直接压成中的最后道次的压下量为1.0mm～1.5mm。

6.根据权利要求1所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述热精轧直接压成中的精轧辊采用负凸度辊。

7.根据权利要求1所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述热粗轧中的粗轧辊采用平辊。

8.根据权利要求1至7任一项所述的运煤车用铝合金板材生产工艺，其特征在于，所述大规格矫直剪切与所述锯切之间还包括步骤：拉伸。