CN105349848B - 一种百叶窗用连续铸轧铝合金材及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种百叶窗用连续铸轧铝合金材，该铝合金材组成成分及重量百分比为：Fe：0.35～0.50％，Si：0.65～0.90％，Cu：0.30～0.50％，Mn：0.50～0.70％，Mg：0.20～0.50％，Zn：≤0.20％，Cr：0.10～0.30％，Ti：0.02～0.05％，稀土元素：0.05～0.09％，B：0.004～0.010％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd和Er中的至少一种。制造方法采用连续铸轧后冷轧，并采用中间不完全退火，退火温度190～210℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度240～255MPa，再次冷轧经后续工序成成品。该铝合金材成品抗拉强度控制在310～330MPa，烤板(230℃保温1分钟)性能好。

Description

一种百叶窗用连续铸轧铝合金材及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金材及其制造方法，特别是涉及一种百叶窗用连续铸轧铝合金材及其制造方法。
背景技术
铝合金百叶窗是以铝合金制作的百叶片，其表面经特别脱脂处理，再以热硬化耐高温树脂系涂料涂装，然后以低温烤漆制成色彩丰富的叶片，最后串联而成。百叶片可同时翻转180°，可按室内光线明暗的要求和通风量大小的需要进行调节。这种百叶窗帘启闭灵活，使用方便，且经久不锈，造型美观，具有良好的遮阳和遮挡视线效果，是现代高层写字楼以及高档家装等窗饰的遮光佳品。随着大中城市大型写字楼的不断新建以及城市居民居住环境的不断改善，铝合金百叶窗以其优良的实用性能、优雅的装饰效果得到广泛应用，市场前景广阔。
中华人民共和国国家发展和改革委员会2007年发布的YS/T 621-2007《百叶窗用铝合金带材》行业标准文件里对铝合金百叶窗材的牌号、状态、力学性能等进行了规定。行业内百叶窗基本都是5系(Al-Mg)合金，状态H19，强度在290～330MPa时使用性能较好。由于百叶窗用Al-Mg合金较硬，工业生产采用热轧，生产工序多，工艺流程复杂，成本较高，不具备市场竞争优势。专利“一种百叶窗用铝合金材及其制造方法”，公开号：CN 101182610 A，虽然对合金成分进行了设计，热轧轧制力比5052小约20t，加工稍微容易，工艺流程仍然为热轧，生产工序众多，流程复杂，成本高。
5系铝合金固液相温度比较宽，铸轧时易产生裂边，由于Mg元素含量较高，铝液流动性差，凝固成型性能不良，铸轧结晶过程中，带坯表面易形成冷隔，同时，Mg合金在熔炼过程中易吸氢、氧化，加之流动性差，铝液中的气体难以分离，带坯表面易形成气道缺陷，而且铸轧结晶时溶质容易向板坯中部富集，极易产生中心偏析，这些都是较难解决的问题。最重要的是用铸轧坯料生产的成品，烤板性能不良是影响最终使用效果差的主要原因之一。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种百叶窗用连续铸轧铝合金材以及这种铝合金材的制造方法，解决以连续铸轧方式生产的铝合金材或烤板性能不良或抗拉强度较低的问题。
本发明的技术方案是这样的：一种百叶窗用连续铸轧铝合金材，该铝合金材组成成分及重量百分比为：Fe：0.35～0.50％，Si：0.65～0.90％，Cu：0.30～0.50％，Mn：0.50～0.70％，Mg：0.20～0.50％，Zn：≤0.20％，Cr：0.10～0.30％，Ti：0.02～0.05％，稀土元素：0.05～0.09％，B：0.004～0.010％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd和Er中的至少一种。
一种百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.35～0.50％，Si：0.65～0.90％，Cu：0.30～0.50％，Mn：0.50～0.70％，Mg：0.20～0.50％，Zn：≤0.20％，Cr：0.10～0.30％，Ti：0.02～0.05％，稀土元素：0.05～0.09％，B：0.004～0.010％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd和Er中的至少一种，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为685～695℃，铸轧区长度为44～46mm，铸轧速度为0.80～0.90m/min，铸轧卷厚度为6.5～7.0mm；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为190～210℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度240～255MPa；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制至0.15～0.12mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
优选的，所述步骤(1)中熔炼时熔体温度为750～770℃。
优选的，所述步骤(1)中精炼时精炼温度为740℃～750℃，精炼剂用量为2kg/t铝液，精炼时间15min。
优选的，所述步骤(3)冷轧后铝卷厚度为1.4mm。
本发明所提供的技术方案的有益效果是：通过铝合金材的成分的优化选择，稀土及B元素的添加利于合金结晶时晶粒的细化，解决铸轧过程中出现的中心偏析、气道、冷隔、裂边等缺陷，极大的提高成品率。传统的百叶窗中间退火为完全再结晶退火，即退火温度在再结晶温度以上，使铝卷完全再结晶后再给予85％以上的加工率，使铝卷达到H19状态，本发明中间退火通过采用不完全退火，可以解决铸轧卷成品组织粗大问题，确保成品烤板性能优良。通过铝合金材的成分的优化以及上述生产工艺的结合使成品抗拉强度控制在310～330MPa，将成品烤板(230℃保温1分钟)性能：抗拉强度控制在290～310MPa，最终能满足用户的需求。
附图说明
图1为现有技术铸轧板坯金相组织图。
图2为实施例1铸轧板坯金相组织图。
图3为实施例1不完全退火后金相组织图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.36％，Si：0.65％，Cu：0.33％，Mn：0.55％，Mg：0.24％，Zn：0.05％，Cr：0.15％，Ti：0.023％，稀土元素：0.055％，B：0.005％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，稀土元素的原料为含La、Ce、Pr、Nd和Er的混合物，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为685℃，铸轧区长度为44mm，铸轧速度为0.80m/min，铸轧卷厚度为7.0mm；连续铸轧后的金相组织结构与现有技术对比可观察图1及图2，本实施例组织致密无中心偏析；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧，经3道次轧制至1.4mm的铝卷；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为210℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度242MPa，退火后金相组织如图3所示，其组织比以往采用完全退火的板材细密；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制经5道次轧制至0.12mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
该铝合金材成品不产生中心偏析、气道、冷隔、裂边等缺陷，极大的提高成品率；成品抗拉强度为326MPa，烤板(230℃保温1分钟)性能：抗拉强度为305MPa，成品烤板性能优良。
实施例2
百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.35％，Si：0.90％，Cu：0.45％，Mn：0.70％，Mg：0.50％，Zn：0.1％，Cr：0.20％，Ti：0.02％，稀土元素：0.05％，B：0.010％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，稀土元素的原料为含La、Ce和Er的混合物，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为695℃，铸轧区长度为46mm，铸轧速度为0.90m/min，铸轧卷厚度为7.0mm；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧，经3道次轧制至1.4mm的铝卷；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为190℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度255MPa；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制经5道次轧制至0.12mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
该铝合金材成品不产生中心偏析、气道、冷隔、裂边等缺陷，极大的提高成品率；成品抗拉强度为311MPa，烤板(230℃保温1分钟)性能：抗拉强度为293MPa，成品烤板性能优良。
实施例3
百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.50％，Si：0.76％，Cu：0.30％，Mn：0.50％，Mg：0.39％，Zn：0.13％，Cr：0.30％，Ti：0.03％，稀土元素：0.09％，B：0.004％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，稀土元素的原料为Ce、Pr和Nd的混合物，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为685℃，铸轧区长度为45mm，铸轧速度为0.85m/min，铸轧卷厚度为6.5mm；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧，经3道次轧制至1.4mm的铝卷；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为200℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度240MPa，；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制经4道次轧制至0.15mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
该铝合金材成品不产生中心偏析、气道、冷隔、裂边等缺陷，极大的提高成品率；成品抗拉强度为330MPa，烤板(230℃保温1分钟)性能：抗拉强度为307MPa，成品烤板性能优良。
实施例4
百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.44％，Si：0.69％，Cu：0.50％，Mn：0.65％，Mg：0.2％，Zn：0.15％，Cr：0.10％，Ti：0.05％，稀土元素：0.07％，B：0.009％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，稀土元素的原料为含Nd的化合物，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为690℃，铸轧区长度为45mm，铸轧速度为0.80m/min，铸轧卷厚度为6.5mm；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧，经3道次轧制至1.4mm的铝卷；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为190℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度250MPa，；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制经4道次轧制至0.15mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
该铝合金材成品不产生中心偏析、气道、冷隔、裂边等缺陷，极大的提高成品率；成品抗拉强度为314MPa，烤板(230℃保温1分钟)性能：抗拉强度为301MPa，成品烤板性能优良。

Claims (4)

1.一种百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)熔炼与精炼，按各组分重量百分比：Fe：0.35～0.50％，Si：0.65～0.90％，Cu：0.30～0.50％，Mn：0.50～0.70％，Mg：0.20～0.50％，Zn：≤0.20％，Cr：0.10～0.30％，Ti：0.02～0.05％，稀土元素：0.05～0.09％，B：0.004～0.010％，其它元素单个含量＜0.03％，其他元素总量＜0.15％，余量为铝，所述稀土元素为La、Ce、Pr、Nd和Er中的至少一种，将原材料加入熔炼炉内熔炼，然后铝合金液进入静置炉内精炼，组成成分Ti和B以AlTi5B1丝形式在流槽中加入；
(2)在连续铸轧机上进行连续铸轧，铸轧温度为685～695℃，铸轧区长度为44～46mm，铸轧速度为0.80～0.90m/min，铸轧卷厚度为6.5～7.0mm；
(3)在冷轧机上将步骤(2)的铸轧卷进行冷轧；
(4)将冷轧的铝卷重卷切边后，放入电加热退火炉中进行中间退火，退火温度为190～210℃，保温7h，控制中间退火后铝卷的抗拉强度240～255MPa；
(5)将中间退火后的铝卷，在冷轧机上轧制至0.15～0.12mm厚度；
(6)将步骤(5)的铝材放在拉弯矫直机上进行拉矫，使其板型符合规定要求，并在精密分切机上分剪成所需宽度。
2.根据权利要求1所述的百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中熔炼时熔体温度为750～770℃。
3.根据权利要求1所述的百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中精炼时精炼温度为740℃～750℃，精炼剂用量为2kg/t铝液，精炼时间15min。
4.根据权利要求1所述的百叶窗用连续铸轧铝合金材的制造方法，其特征在于：所述步骤(3)冷轧后铝卷厚度为1.4mm。
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