CN105964720A - 一种电工钢板材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于建筑用材料及其加工技术领域，公开了一种电工钢板材的制备方法。所述制备方法包括包覆层和芯层制备，所述包覆层和芯层分别经过配料→熔炼→除气、过滤→浇铸→均匀化退火→锯切→表面处理工序，得到包覆层及芯层铸造板；再将处理好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层进行复合焊接→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧→固溶→时效处理，得到成品。本发明为双铸造组织铝合金进行复合轧制，界面复合效果良好，产品强度和耐蚀性能明显提高，使用寿命延长，生产成本显著降低。

Description

一种电工钢板材的制备方法

技术领域

本发明属于建筑用材料及其加工技术领域，涉及一种铝合金板材的制备方法，尤其涉及一种电工钢板材的制备方法。

背景技术

国家建筑行业节能环保要求发展生态绿色建筑用材，因此，质轻、高强、耐蚀、高回收率的铝合金层状复合材料是建材的首选。与普通单层铝合金相比，铝合金层状复合材料的优点表现在：(1)层状铝合金有高强的抗腐蚀性能，建材使用年限较长；(2)层状铝合金有较高的强度，建材承重更好；(3)不需在铝材表面辊涂各种颜色的涂料，节省工序及成本，降低环境污染；(4)回收率高，层状铝合金报废后的回收率可达90％，更环保。

已有的铝制建材的生产方法是在冷轧态的普通单层铝卷表面涂上各种颜色的涂料，典型生产工艺流程如下：

铸锭→均匀化→锯切→表面处理→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧

对铝制建材的基本要求是具有较好的力学性能和耐蚀性能。目前铝制建材普遍采用冷轧态普通单层铝卷双面辊涂涂料制备，其具有以下缺点：(1)涂层易损伤，耐腐蚀性能差，使用寿命短，一般5-10年；(2)所用普通铝合金其强度低，承重小；(3)维护及生产成本高。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明的发明目的是：提供一种电工钢板材的制备方法，本发明铝合金板材为双铸造组织三层复合铝合金板材，可以明显提高产品的力学性能和耐腐蚀性能，大大延长了产品的使用寿命，节约能源，降低维护和生产成本。

为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是：

一种电工钢板材的制备方法，包括包覆层和芯层制备，

所述包覆层和芯层分别经过配料→熔炼→除气、过滤→浇铸→均匀化退火→锯切→表面处理工序，得到包覆层及芯层铸造板；

将处理好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧→固溶→时效处理，得到成品。

进一步地，所述包覆层的浇铸温度为695～705℃，芯层的浇铸温度为745～755℃。

进一步地，所述包覆层的均匀化退火工艺为580～620℃下保温16～30小时，芯层的均匀化退火工艺为420～480℃下保温16～24小时。

进一步地，所述包覆层铸造板的厚度为20～70mm，芯层铸造板的厚度为260mm～330mm。

进一步地，所述固溶的温度为420～470℃。

进一步地，所述时效处理工艺为120～140℃下保温13～24小时。

进一步地，所述层状铝合金板材成品的厚度为0.6～0.9mm。

更进一步地，按质量百分数计，

所述包覆层的成分为：Si≤0.6，Fe≤0.7，Cu＝0.05～0.2，Mn＝1.0～1.5，Zn≤0.10，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15；

所述芯层的成分为：Si≤0.25，Fe≤0.4，Cu≤0.25，Mn≤0.1，Mg＝1.2～1.8，Zn＝5.0～6.0，Ti≤0.1，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15。

本发明的铝合金熔体通过除气工序降低铝熔体中的氢浓度，以减少铸锭中的气孔或针孔；通过过滤工序去除铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中的疏松、气孔、夹渣等缺陷。

本发明通过固溶工序将非平衡凝固形成的多相组织尽可能转变为过饱和固溶体，充分发挥合金元素的有益作用，为时效处理做准备。

本发明通过时效处理工序将过饱和固溶体分解和强化相沉淀析出，提高合金的力学性能和抗应力腐蚀性能。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，界面复合效果良好，不仅提高了材料的耐腐蚀性能，延长了产品的使用寿命，而且使得板材的整体力学性能得到了提高，建材承重更好；

(2)本发明通过调整包覆层和芯层的合金成分及合金化学元素含量的相对比例，减少杂质对铝合金的不良影响，从而减小裂纹倾向；

(3)本发明制备的高强度层状铝合金板材具有较高的抗腐蚀性能，其使用寿命长达50年，典型工艺制备的单层板材其使用寿命为5-10年，显著节约能源；本发明制备的高强度层状铝合金板材在后续加工时不需在其表面滚涂各种颜色的漆料，较之环保节能。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种电工钢板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照包覆层：Si 0.6kg，Fe 0.5kg，Cu 0.1kg，Mn 1.25kg，Zn 0.05kg和Al 97.45kg混合配料；芯层：Si 0.25kg，Fe 0.2kg，Cu 0.1kg，Mn 0.05kg，Mg 1.6kg，Zn 5.5kg，Ti 0.05kg和Al 92.21kg混合配料，将称取的包覆层和芯层配料分别进行熔炼、除气、过滤、浇铸，铸出尺寸为650mm×1650mm×4200mm的扁锭；再将包覆层和芯层扁锭均匀化退火，切头尾和去皮，包覆层铸锭分切、铣面后尺寸为16mm×1360mm×3450mm的板材，芯层铸锭分切、铣面后尺寸为285mm×1390mm×3600mm厚的板材，最后进行表面处理，分别得到包覆层及芯层铸造板；其中包覆层的浇铸温度为700℃，芯层的浇铸温度为750℃；包覆层的均匀化退火工艺为600℃保温20小时，芯层的均匀化退火工艺为450℃下保温20小时；

(2)将步骤(1)锯切好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接，预热、热轧，冷轧(中间退火)，精冷轧工艺轧制成0.8和0.6mm厚的复合卷，再在450℃进行固溶，最后进行时效处理，时效处理工艺为130℃保温20小时，得到成品。

实施例2

一种电工钢板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照包覆层：Si 0.6kg，Fe 0.5kg，Cu 0.1kg，Mn 1.25kg，Zn 0.05kg和Al 97.45kg混合配料；芯层：Si 0.25kg，Fe 0.2kg，Cu 0.1kg，Mn 0.05kg，Mg 1.6kg，Zn 5.5kg，Ti 0.05kg和Al 92.21kg混合配料，将称取的包覆层和芯层配料分别进行熔炼、除气、过滤、浇铸，铸出尺寸为650mm×1650mm×4200mm的扁锭；再将包覆层和芯层扁锭均匀化退火，切头尾和去皮，包覆层铸锭分切、铣面后尺寸为31mm×1360mm×3450mm的板材，芯层铸锭分切、铣面后尺寸为250mm×1390mm×3600mm厚的板材，最后进行表面处理，得到包覆层及芯层铸造板；其中包覆层的浇铸温度为695℃，芯层的浇铸温度为745℃；包覆层的均匀化退火工艺为580℃保温30小时，芯层的均匀化退火工艺为420℃下保温16小时；

(2)将步骤(1)锯切好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接，预热、热轧，冷轧(中间退火)，精冷轧工艺轧制成0.8和0.6mm厚的复合卷，再在420℃进行固溶，最后进行时效处理，时效处理工艺为120℃保温24小时，得到成品。

实施例3

一种电工钢板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照包覆层：Si 0.6kg，Fe 0.5kg，Cu 0.1kg，Mn 1.25kg，Zn 0.05kg和Al 97.45kg混合配料；芯层：Si 0.25kg，Fe 0.2kg，Cu 0.1kg，Mn 0.05kg，Mg 1.6kg，Zn 5.5kg，Ti 0.05kg和Al 92.21kg混合配料，将称取的包覆层和芯层配料分别进行熔炼、除气、过滤、浇铸，铸出尺寸为650mm×1650mm×4200mm的扁锭；再将包覆层和芯层扁锭均匀化退火，切头尾和去皮，包覆层铸锭分切、铣面后尺寸为73mm×1360mm×3450mm的板材，芯层铸锭分切、铣面后尺寸为340mm×1390mm×3600mm厚的板材，最后进行表面处理，得到包覆层及芯层铸造板；其中包覆层的浇铸温度为705℃，芯层的浇铸温度为755℃；包覆层的均匀化退火工艺为620℃保温30小时，芯层的均匀化退火工艺为480℃下保温16小时；

(2)将步骤(1)锯切好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接，预热、热轧，冷轧(中间退火)，精冷轧工艺轧制成0.8和0.6mm厚的复合卷，再在470℃进行固溶，最后进行时效处理，时效处理工艺为140℃保温13小时，得到成品。

实施例4

一种电工钢板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照包覆层：Si 0.6kg，Fe 0.3kg，Cu 0.07kg，Mn 1.0kg，Zn 0.1kg和Al 97.90kg混合配料；芯层：Si 0.25kg，Fe 0.2kg，Cu 0.1kg，Mn 0.05kg，Mg 1.6kg，Zn 5.5kg，Ti 0.05kg和Al 92.21kg混合配料，将称取的包覆层和芯层配料分别进行熔炼、除气、过滤、浇铸，铸出尺寸为650mm×1650mm×4200mm的扁锭；再将包覆层和芯层扁锭均匀化退火，切头尾和去皮，包覆层铸锭分切、铣面后尺寸为16mm×1360mm×3450mm的板材，芯层铸锭分切、铣面后尺寸为285mm×1390mm×3600mm厚的板材，最后进行表面处理，分别得到包覆层及芯层铸造板；其中包覆层的浇铸温度为700℃，芯层的浇铸温度为750℃；包覆层的均匀化退火工艺为600℃保温20小时，芯层的均匀化退火工艺为450℃下保温20小时；

(2)将步骤(1)锯切好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接，预热、热轧，冷轧(中间退火)，精冷轧工艺轧制成0.8和0.6mm厚的复合卷，再在450℃进行固溶，最后进行时效处理，时效处理工艺为130℃保温20小时，得到成品。

实施例5

一种电工钢板材的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照包覆层：Si 0.6kg，Fe 0.3kg，Cu 0.07kg，Mn 1.0kg，Zn 0.1kg和Al 97.90kg混合配料；芯层：Si 0.15kg，Fe 0.4kg，Cu 0.2kg，Mn 0.1kg，Mg 1.2kg，Zn 5.1kg，Ti 0.1kg和Al 92.71kg混合配料，将称取的包覆层和芯层配料分别进行熔炼、除气、过滤、浇铸，铸出尺寸为650mm×1650mm×4200mm的扁锭；再将包覆层和芯层扁锭均匀化退火，切头尾和去皮，包覆层铸锭分切、铣面后尺寸为16mm×1360mm×3450mm的板材，芯层铸锭分切、铣面后尺寸为285mm×1390mm×3600mm厚的板材，最后进行表面处理，分别得到包覆层及芯层铸造板；其中包覆层的浇铸温度为700℃，芯层的浇铸温度为750℃；包覆层的均匀化退火工艺为600℃保温20小时，芯层的均匀化退火工艺为450℃下保温20小时；

(2)将步骤(1)锯切好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接，预热、热轧，冷轧(中间退火)，精冷轧工艺轧制成0.8和0.6mm厚的复合卷，再在450℃进行固溶，最后进行时效处理，时效处理工艺为130℃保温20小时，得到成品。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种电工钢板材的制备方法，包括包覆层和芯层制备，其特征在于：

所述包覆层和芯层分别经过配料→熔炼→除气、过滤→浇铸→均匀化退火→锯切→表面处理工序，得到包覆层及芯层铸造板；

将处理好的铸造板按照包覆层/芯层/包覆层组合成双铸造组织三层复合锭坯，进行复合焊接→预热、热轧→冷轧→中间退火→冷轧→固溶→时效处理，得到成品；

所述包覆层的浇铸温度为695～705℃，芯层的浇铸温度为745～755℃；

所述包覆层的均匀化退火工艺为580～620℃下保温16～30小时，芯层的均匀化退火工艺为420～480℃下保温16～24小时；

所述包覆层铸造板的厚度为20～70mm，芯层铸造板的厚度为260mm～330mm。

2.根据权利要求1所述的一种电工钢板材的制备方法，其特征在于：所述固溶的温度为420～470℃。

3.根据权利要求1所述的一种电工钢板材的制备方法，其特征在于：所述时效处理工艺为120～140℃下保温13～24小时。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的一种电工钢板材的制备方法，其特征在于：所述层状铝合金板材成品的厚度为0.6～0.9mm。

5.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的一种电工钢板材的制备方法，其特征在于：按质量百分数计，

所述包覆层的成分为：Si≤0.6，Fe≤0.7，Cu＝0.05～0.2，Mn＝1.0～1.5，Zn≤0.10，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15；

所述芯层的成分为：Si≤0.25，Fe≤0.4，Cu≤0.25，Mn≤0.1，Mg＝1.2～1.8，Zn＝5.0～6.0，Ti≤0.1，余量为Al和不可避免的元素，每种不可避免的元素都低于0.05且总量小于0.15。