CN106399772B - 一种铝合金板材、生产方法及应用 - Google Patents
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Abstract
一种铝合金板材、生产方法及应用，涉及铝合金板材领域，该铝合金板材的合金元素以重量百分数计包括：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al，该铝合金板材的强度介于5052合金和5182合金之间；该铝合金板材的生产方法顺次包括特定工艺参数的熔炼铸造、锯切铣面、均匀化、1+4热连轧、冷轧等工序，工艺简单，适合工业化生产；该铝合金板材的应用时，采用不同厚度的铝合金板材，就可制造易拉罐、食品罐等的罐盖和拉环，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金板材领域，且特别涉及一种铝合金板材、生产方法及应用。
背景技术
目前，易开盖用铝合金板材主要有3104、5052和5182合金，其中3104合金一般用于非碳酸饮料的三片罐底盖和食品罐盖；5052合金同样多用于非碳酸饮料的三片罐面盖和食品罐盖；5182合金一般用于碳酸饮料、啤酒、凉茶等有一定内压要求的两片罐罐盖。以上易开盖用铝合金板材的用途分类是根据对材料耐压性的要求以及从节约材料成本的角度出发的。
此外，常用易开盖材料有5182合金和5052合金，分别用于制造对耐压要求较高和对耐压要求较低的两类产品。专利201410706293.5、201510969500.0、201510968426.0、201511014399.X公开的均为5052或5182合金做罐盖材的生产方法。冷轧后经205℃/20min烘烤，制得的5052H19合金抗拉强度为：270～330MPa，屈服强度为240～300MPa；制得的5182H19抗拉强度为：370～425MPa；屈服强度为320～370MPa。由上可以看出，这两种合金的强度之间存在空白，则对于耐压要求在它们之间的产品，这两种合金都不适用。因此，需要一种强度在5052合金和5182合金之间的材料，来填补易开盖耐压要求的这部分空白。
而且，随着企业对节约环保经营理念的不断强化，罐盖料厚度减薄已成趋势。对于耐压较低的5052合金盖料，材料进一步减薄时，如何保证耐压仍然满足使用要求是必须解决的问题，因此，需要新的合金材料，来满足5052合金盖料减薄后的耐压要求。
此外，与易开盖连接的拉环普遍采用5182合金，其厚度一般在0.254～0.508mm范围内，基本能满足不同的拉环强度、尺寸等要求。专利201210580629.9、201510968349.9公开的均为5182合金用做拉环材的生产方法。但对于某些对拉环厚度、强度同时有要求，且强度要求相对较低的产品，5182合金则不适合生产这类产品。因此，也需要开发一种新的合金材料，应用于这类对强度要求相对较低的拉环。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝合金板材，其强度介于5052合金和5182合金之间，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金板材的生产方法，该工艺简单，适合工业化生产。
本发明的另一目的在于提供一种铝合金板材的应用，采用不同厚度的铝合金板材，就可制造易拉罐、食品罐等的罐盖和拉环，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种铝合金板材，以重量百分数计，其主要由以下合金元素组成：
Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al。
进一步地，在本发明较佳实施例中，铝合金板材经205℃/20min烘烤，其力学性能为：抗拉强度为310～370MPa，屈服强度为270～320MPa，延伸率≥6％。
一种铝合金板材的生产方法，其包括以下步骤：
将原料依次进行熔炼、精炼和铸造，得到具有特定合金元素组成的铸锭，以重量百分数计，合金元素包括：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al；
将铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉，将铸锭上下表面及两侧面进行铣面；
将锯切铣面后的铸锭进行均热处理；
先使用可逆式粗轧机将均热后的铸锭进行21～25道次热轧，加工成板坯；将板坯剪切料头后，再使用4机架热连轧机进行热轧，得到热轧坯料；
将热轧坯料进行至少3道次冷轧，轧至厚度为0.6～0.8mm的半成品，将半成品经过清洗切边后，再经过2或3道次冷轧，轧至厚度为0.2～0.52mm的成品。
进一步地，在本发明较佳实施例中，铸锭的生产方法具体如下：
将所需中间合金、电解铝水以及固体回收铝作为原料，按合金元素组成进行配比，并熔炼为铝液；
将铝液进行精炼，调整成分、除气除渣、除碱金属，得到合金元素组成准确、熔体纯净的液态铝合金；
在液态铝合金中点入Ti、B丝，并进行铸造成铸锭。
进一步地，在本发明较佳实施例中，熔炼温度为720～760℃，精炼温度为720～750℃，铸造温度为685～710℃。
进一步地，在本发明较佳实施例中，均热处理的方法是在480～540℃的温度条件下，保温3～6小时。
进一步地，在本发明较佳实施例中，热轧的总加工率不小于98.5％；热轧出口温度为300～350℃；热轧出口厚度为2.5～3.5mm。
进一步地，在本发明较佳实施例中，清洗切边的方法是：先使用碱液对半成品表面进行脱脂、去污处理后，再使用去离子水进行漂洗。
进一步地，在本发明较佳实施例中，冷轧的总加工率为84％～95％；冷轧成品轧制速度≥800m/min；冷轧成品出口温度为80～135℃。
一种上述铝合金板材的应用，当铝合金板材的厚度为0.2～0.27mm，该铝合金板材用作罐盖材；当铝合金板材的厚度为0.254～0.52mm，该铝合金板材用作拉环材。
本发明实施例的铝合金板材、生产方法及应用的有益效果是：本发明实施例的铝合金板材的合金元素以重量百分数计包括：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al，该铝合金板材的强度介于5052合金和5182合金之间，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求；该铝合金板材的生产方法顺次包括特定工艺参数的熔炼铸造、锯切铣面、均匀化、1+4热连轧、冷轧等工序，工艺简单，适合工业化生产；该铝合金板材的应用时，采用不同厚度的铝合金板材，就可制造易拉罐、食品罐等的罐盖和拉环，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的铝合金板材、生产方法及应用进行具体说明。
本发明实施例提供一种铝合金板材，以重量百分数计，其主要由以下合金元素组成：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al。
冷轧后的该铝合金板材经205℃/20min烘烤，其力学性能为：抗拉强度为310～370MPa，屈服强度为270～320MPa，延伸率≥6％，该铝合金板材的力学性能处于相同条件下的5052合金和5182合金的力学性能之间，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
上述铝合金板材中的合金元素组成及相应说明如下：
Si≤0.2％。Si为原铝生产过程中不可避免的杂质元素，在合金中以Mg2Si和粗大的Al12(FeMn)3Si相存在。若Si含量大于0.2％，一方面形成Mg2Si，降低了Mg在基体中的固溶度，减弱了固溶强化的效果；另一方面形成粗大的Al12(FeMn)3Si，损害合金的成形性，使材料在后续的制盖过程中容易发生破损开裂。
Fe≤0.35％。Fe与Si一样是原铝生产过程中不可避免的杂质元素，若Fe含量大于0.35％，会在合金中形成粗大的Al6(FeMn)或Al12(FeMn)3Si相，粗大的化合物会割裂基体，损害合金的成形性，使材料在后续的制盖过程中容易发生破损开裂。
Cu≤0.15％。一方面，Cu在涂漆烘烤时能析出Al2CuMg相，可提高强度，抑制烘烤软化；但另一方面，若Cu含量大于0.15％，会使材料强度过高，在后续制盖过程时变形困难，并容易在变形大的位置，如铆钉位置发生开裂问题。
Mn＝0.2％～0.5％。Mn具有固溶强化，提高强度的作用，若Mn含量小于0.2％，则起不到强化效果，而Mn含量大于0.5％，会形成粗大的Al6(FeMn)或Al12(FeMn)3Si相，损害合金的成形性，使材料在后续的制盖过程中容易发生破损开裂。
Mg＝3％～4％。Mg的固溶强化作用，以及冷轧时形成的大量位错相互作用带来的加工硬化作用，是决定合金力学性能的重要因素，若Mg含量超过4％或低于3％，将会使板材的力学性能不在所要求的范围内，即不能介于5052合金和5182合金的力学性能之间。
Cr≤0.1％。Cr可以提高材料强度，但Cr含量大于0.1％时，会形成粗大化合物，从而降低材料的成形性，使材料在后续的制盖过程中容易发生破损开裂。
Zn≤0.25％。Zn可以与Mg形成MgZn2强化相，但Zn含量超过0.25％时，会使材料强度过高，成形性降低，在后续制盖过程中容易发生破损开裂。
本发明实施例还提供一种上述铝合金板材的生产方法，其顺次包括：熔炼、精炼、铸造、锯切、铣面、均匀化、1+4热连轧、冷轧、清洗切边、冷轧等工序，该生产方法的具体工艺如下：
S1熔炼铸造：将原料依次进行熔炼、精炼和铸造，得到具有特定合金元素组成的铸锭，以重量百分数计，合金元素包括：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al。熔炼铸造的具体方法为：
S101、将所需的Mn、Cu等中间合金，配合大量电解铝水以及少量固体回收铝作为原料，按上述合金元素组成进行配比，并熔炼为铝液，熔炼温度为720～760℃。
S102、将铝液进行精炼，调整成分、除气除渣、除碱金属，得到合金元素组成准确、熔体纯净的液态铝合金，精炼温度为720～750℃。
S103、在液态铝合金中点入Ti、B丝，并进行铸造成铸锭，铸造温度为685～710℃。
S2锯切铣面：将铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉，将铸锭上下表面及两侧面进行铣面。
这是由于铸造时起铸和收尾阶段不稳定，为不影响产品质量，会将铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉。此外，由于铸造时铸锭表面的重熔现象引起铸锭表层有一层成分偏析层，因此需要将铸锭上下表面及两侧面进行铣面。
S3均匀化：将锯切铣面后的铸锭进行均热处理，在480～540℃的温度条件下，保温3～6小时。
若均热温度低于480℃，则无法消除铸锭内的元素偏析，达不到均匀化的效果；若均热温度高于540℃，则会产生局部熔融，危害材料表面质量及性能；如果保温时间低于3小时，则达不到均匀化的效果；若保温时间超过6小时，则粗大化合物会产生并长大，且过长的保温时间也会增加生产成本。
S41+4热连轧：先使用可逆式粗轧机将均热后的铸锭进行21～25道次热轧，加工成板坯；将板坯经料头剪切，除掉料头后，再使用4机架热连轧机进行热轧，得到热轧坯料。其中，热轧的总加工率不小于98.5％；热轧出口温度(即终轧温度)为300～350℃；热轧出口厚度为2.5～3.5mm(对应的热轧坯料厚度为2.5～3.5mm)。
若热轧总加工率小于98.5％，则轧制过程中变形热量不足，导致轧制过程中及之后的再结晶不完全，影响立方织构的形成，而导致最终产品制耳率高。热轧出口厚度为2.5mm～3.5mm是根据后续冷轧总加工率的要求和热轧过程总加工率的要求决定的，若出口厚度低于2.5mm，则热轧总加工率大，轧制力大，厚度、板形易出现波动，且后续冷轧过程加工率低，导致最终产品力学性能低；若出口厚度高于3.5mm，则后续冷轧总加工率大，易出现裂边、板形不良等质量问题。若热轧出口温度低于300℃，则轧制完成后的再结晶不完全，导致制耳率高和材料各向异性大的问题；若出口温度高于350℃，则容易在轧辊与带材之间、带材与带材之间产生粘伤表面缺陷。
S5冷轧：将厚度为2.5～3.5mm的热轧坯料进行至少3道次冷轧，轧至厚度为0.6～0.8mm的半成品，将半成品经过清洗切边后，再经过2或3道次冷轧，轧至厚度为0.2～0.52mm的成品。其中，清洗切边的具体方法是：先使用碱液对半成品表面进行脱脂、去污处理后，再使用去离子水进行漂洗；冷轧的总加工率为84％～95％；冷轧成品轧制速度≥800m/min；冷轧成品出口温度为80～135℃；冷轧使用全油基轧制油作为冷却润滑液。
半成品的厚度(即冷轧中间厚度)为0.6～0.8mm，该厚度范围是根据热轧来料厚度、最终成品厚度以及需要轧制的总道次决定的，若中间厚度高于0.8mm，则前三个道次冷轧的加工率偏小，后三或二道次冷轧的加工率大，这会导致后续轧制力大，板形难以控制，易出现裂边问题；若中间厚度小于0.6mm，则前三道次冷轧的加工率大，轧制力超过轧机能力，而无法正常轧制。清洗切边时，使用碱液清洗带材表面轧制油及铝粉，避免出现表面质量问题，对带材进行切边，防止后续轧制过程中出现裂边断带，或板形不良。冷轧成品轧制速度≥800m/min，若轧制速度低于800m/min，则成品轧制温度低。冷轧成品出口温度为80～135℃，若冷轧成品出口温度低于80℃，则无低温回复作用，材料延展性差，制盖成形过程中易破裂；若冷轧成品出口温度高于135℃，则带材与带材之间、带材与轧辊之间容易出现粘伤表面缺陷。
由上述可知，本发明实施例的铝合金板材的生产方法，通过选择特定的合金元素组成，结合热轧、冷轧等工艺控制，使最终得到的铝合金板材的力学性能介于5052合金和5182合金的力学性能之间，满足客户对易开盖或拉环材的特定耐压要求。
本发明实施例还提供一种铝合金板材的应用，铝合金板材的厚度为0.2～0.52mm，可用作罐盖材制作罐盖，还可用作拉环材制作拉环，当铝合金板材的厚度为0.2～0.27mm，该铝合金板材用作罐盖材；当铝合金板材的厚度为0.254～0.52mm，该铝合金板材用作拉环材。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.116％，Fe＝0.249％，Cu＝0.063％，Mn＝0.485％，Mg＝3.954％，Cr＝0.01％，Zn＝0.002％，其余为Al。该铝合金板材采用以下生产方法制得：
熔炼：将所需的Mn、Cu等中间合金，配合大量电解铝水以及少量固体回收铝作为原料，按合金元素组成进行配比，并于728～733℃熔炼为铝液。
精炼：将铝液于736～741℃进行精炼，调整成分、除气除渣、除碱金属，得到合金元素组成准确、熔体纯净的液态铝合金。
铸造：在液态铝合金中点入Ti、B丝，并于695～699℃进行铸造，铸成规格为620×1750×8650mm的铸锭。
锯切铣面：将铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉，将铸锭上下表面及两侧面进行铣面。
均匀化：将锯切铣面后的铸锭进行均热处理，在480℃的温度条件下，保温4小时。
1+4热连轧：先使用可逆式粗轧机轧制21～25道次，将铸锭加工成板坯；将板坯经料头剪切，除掉料头后，再使用4机架热连轧机轧制，得到热轧坯料。其中，热轧过程总加工率为99.52％；热轧出口温度为325～334℃；热轧出口厚度为3mm。
冷轧：将热轧坯料经过三道次冷轧至厚度为0.7mm的半成品，将半成品经过清洗切边后，再经过三道次冷轧至厚度为0.26mm的成品。其中，冷轧过程总加工率为91.33％；冷轧成品轧制速度为950～1050m/min；冷轧成品出口温度为107～113℃。
实施例2
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.113％，Fe＝0.261％，Cu＝0.144％，Mn＝0.416％，Mg＝3.53％，Cr＝0.019％，Zn＝0.005％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
实施例3
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.124％，Fe＝0.253％，Cu＝0.075％，Mn＝0.367％，Mg＝3.441％，Cr＝0.021％，Zn＝0.003％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
实施例4
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.101％，Fe＝0.263％，Cu＝0.05％，Mn＝0.232％，Mg＝3.127％，Cr＝0.012％，Zn＝0.007％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
比较例1
本比较例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.127％，Fe＝0.267％，Cu＝0.076％，Mn＝0.483％，Mg＝4.325％，Cr＝0.022％，Zn＝0.006％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
比较例2
本比较例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.11％，Fe＝0.254％，Cu＝0.179％，Mn＝0.487％，Mg＝3.836％，Cr＝0.013％，Zn＝0.005％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
比较例3
本比较例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.119％，Fe＝0.258％，Cu＝0.051％，Mn＝0.129％，Mg＝3.078％，Cr＝0.016％，Zn＝0.004％，其余为Al。该铝合金板材是按照与实施例1中相同的生产方法制得。
一、不同合金元素组成的铝合金板材的力学性能比较：
由于铝合金板材的力学性能是影响罐盖耐压、拉环强度的重要因素，而且冷轧后的铝合金板材在实际应用时，会在上下表面涂布树脂涂层，并进行烘烤固化形成稳定的树脂涂膜，然后再进行制盖或生产拉环。而由于涂层的成分差异，包括各涂布生产线生产状况(如速度、膜重、环境因素等)的差异，涂布生产线的烘烤温度和时间不一致。为统一衡量材料力学性能，采用205℃烘烤20min的处理来模拟涂布烘烤对材料的作用。
分别将实施例1～4中的铝合金板材(采用本发明的合金元素组成)与比较例1～3中的铝合金板材(未采用本发明的合金元素组成)在205℃下烘烤20min，然后测量其力学性能，结果如表1所示，在表1中，超出本发明的合金元素组成范围(Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～4％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其余为Al)及特征力学性能范围(抗拉强度为310～370MPa，屈服强度为270～320MPa，延伸率≥6％)的数据已用下划线标出。
表1实施例和比较例中的各铝合金板材的合金元素组成及力学性能
由表1可以看出：实施例1～4中的铝合金板材(采用本发明的合金元素组成)的力学性能均在本发明的特征力学性能范围内，而比较例1～3中的铝合金板材的力学性能均不在本发明的特征力学性能范围内，原因如下：
比较例1因Mg含量过高，导致板材烘烤后屈服强度和抗拉强度均不满足本发明特征要求；比较例2因Cu含量过高，导致板材烘烤后屈服强度和抗拉强度均不满足本发明特征要求；比较例3因Mn含量过低，导致板材烘烤后屈服强度和抗拉强度均不满足本发明特征要求。
因此，只有铝合金板材的合金元素组成在本发明的合金元素组成范围内，对应的铝合金板材的力学性能才能在本发明的特征力学性能范围内，才能满足用户对于易开盖或拉环耐压的特定要求。
实施例5
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.084％，Fe＝0.205％，Cu＝0.052％，Mn＝0.338％，Mg＝3.796％，Cr＝0.09％，Zn＝0.005％，其余为Al，该铝合金板材采用以下生产方法制得：
熔炼：将所需的Mn、Cu等中间合金，配合大量电解铝水以及少量固体回收铝作为原料，按合金元素组成进行配比，并于752～757℃熔炼为铝液。
精炼：将铝液于741～745℃进行精炼，调整成分、除气除渣、除碱金属，得到合金元素组成准确、熔体纯净的液态铝合金。
铸造：在液态铝合金中点入Ti、B丝，并于704～709℃进行铸造，铸成规格为620×1750×8650mm的铸锭。
锯切铣面：将铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉，将铸锭上下表面及两侧面进行铣面。
均匀化：将锯切铣面后的铸锭进行均热处理，在540℃的温度条件下，保温3小时。
1+4热连轧：先使用可逆式粗轧机轧制21～25道次，将铸锭加工成板坯；将板坯经料头剪切，除掉料头后，再使用4机架热连轧机轧制，得到热轧坯料。其中，热轧过程总加工率为99.4％；热轧出口温度为309℃；热轧出口厚度为3.5mm。
冷轧：将热轧坯料经过3道次冷轧至厚度为0.8mm的半成品，将半成品经过清洗切边后，再经过3道次冷轧至厚度为0.52mm的成品。其中，冷轧过程总加工率为85％；冷轧成品轧制速度为950～1050m/min；冷轧成品出口温度为86℃。
实施例6
本实施例提供一种铝合金板材，其合金元素组成与实施例5中的铝合金板材的合金元素组成相同，且该铝合金板材的生产方法与实施例5中的生产方法大致相同，仅有以下工艺参数不同：本实施例中，熔炼温度为725～730℃，精炼温度为724～730℃，铸造温度为688～692℃。均匀温度为480℃，保温时间6小时。热轧总加工率为99.6％，热轧出口温度346℃，热轧出口厚度为2.5mm。冷轧中间厚度为0.6mm，冷轧成品厚度为0.2mm，冷轧总加工率为91.2％，冷轧成品出口温度为101℃。
实施例7
本实施例提供一种铝合金板材，按质量百分数计，其合金元素组成为：Si＝0.096％，Fe＝0.201％，Cu＝0.059％，Mn＝0.343％，Mg＝3.802％，Cr＝0.013％，Zn＝0.007％，其余为Al。
该铝合金板材的生产方法与实施例5中的生产方法大致相同，仅有以下工艺参数不同：本实施例中，熔炼温度为736～741℃，精炼温度为730～735℃，铸造温度为698～703℃。均匀温度为520℃，保温时间4小时。热轧总加工率为99.5％，热轧出口温度323℃，热轧出口厚度为3mm。冷轧中间厚度为0.7mm，冷轧成品厚度为0.254mm，冷轧总加工率为91.5％，冷轧成品出口温度为123℃。
实施例8
本实施例提供一种铝合金板材，其合金元素组成与实施例7中的铝合金板材的合金元素组成相同，且该铝合金板材的生产方法与实施例5中的生产方法大致相同，仅有以下工艺参数不同：本实施例中，熔炼温度为735～741℃，精炼温度为731～736℃，铸造温度为697～701℃。均匀温度为520℃，保温时间4小时。热轧总加工率为99.5％，热轧出口温度327℃，热轧出口厚度为3.5mm。冷轧中间厚度为0.72mm，冷轧成品厚度为0.22mm，冷轧总加工率为93.7％，冷轧成品出口温度为107℃。
比较例4
本比较例提供一种铝合金板材，其合金元素组成与实施例5中的铝合金板材的合金元素组成相同，且该铝合金板材的生产方法与实施例5中的生产方法大致相同，仅有以下工艺参数不同：本比较例中，熔炼温度为732～738℃，精炼温度为729～735℃，铸造温度为699～704℃。均匀温度为520℃，保温时间4小时。热轧总加工率为99.5％，热轧出口温度321℃，热轧出口厚度为2.5mm。冷轧中间厚度为0.8mm，冷轧成品厚度为0.52mm，冷轧总加工率为79.2％，冷轧成品出口温度为83℃。
比较例5
本比较例提供一种铝合金板材，其合金元素组成与实施例7中的铝合金板材的合金元素组成相同，且该铝合金板材的生产方法与实施例5中的生产方法大致相同，仅有以下工艺参数不同：本比较例中，熔炼温度为734～741℃，精炼温度为732～736℃，铸造温度为699～703℃。均匀温度为520℃，保温时间4小时。热轧总加工率为99.5％，热轧出口温度324℃，热轧出口厚度为3.5mm。冷轧中间厚度为0.72mm，冷轧成品厚度为0.2mm，冷轧总加工率为94.3％，冷轧成品出口温度为74℃。
二、按照不同工艺参数制得的铝合金板材的力学性能比较：
分别将实施例5～8中的铝合金板材(采用本发明生产方法中的工艺参数制得)与比较例4～5中的铝合金板材(未完全采用本发明实生产方法中的工艺参数)在205℃下烘烤20min，然后测量其力学性能，结果如表2所示，在表2中，超出本发明生产方法中的工艺参数范围及特征力学性能范围(抗拉强度为310～370MPa，屈服强度为270～320MPa，延伸率≥6％)的数据已用下划线标出。
表2实施例和比较例中的各铝合金板材的工艺参数及力学性能
由表2可以看出：实施例5～8的铝合金板材(按照本发明生产方法的工艺参数值得)，其力学性能均在本发明的特征力学性能范围内，而比较例4～5中的铝合金板材的力学性能均不在本发明的特征力学性能范围内，原因如下：
比较例4因冷轧加工率过低，导致板材烘烤后屈服强度和抗拉强度均不满足本发明特征要求；比较例5因冷轧出口温度过低，导致板材烘烤后延伸率不满足本发明特征要求。
因此，只有按照本发明的生产方法(各工艺参数均严格按照本发明的工艺参数)，得到的铝合金板材的力学性能才能在本发明的特征力学性能范围内，才能满足用户对于易开盖或拉环耐压的特定要求。
综上所述，本发明实施例的铝合金板材的强度介于5052合金和5182合金之间，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求；该铝合金板材的生产方法的工艺简单，适合工业化生产；该铝合金板材的应用时，采用不同厚度的铝合金板材，就可制造易拉罐、食品罐等的罐盖和拉环，可满足用户对易开盖或拉环的特定耐压要求。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
Claims (7)
1.一种铝合金板材的生产方法，其特征在于，其包括以下步骤：
将原料依次进行熔炼、精炼和铸造，得到具有特定合金元素组成的铸锭，以重量百分数计，所述合金元素包括：Si≤0.2％，Fe≤0.35％，Cu≤0.15％，Mn＝0.2％～0.5％，Mg＝3％～3.954％，Cr≤0.1％，Zn≤0.25％，其他单个杂质≤0.03％，其他杂质总量≤0.15％，其余为Al；
将所述铸锭的膨胀端和浇口端锯切掉，将所述铸锭上下表面及两侧面进行铣面；
将锯切铣面后的所述铸锭进行均热处理，所述均热处理的方法是在520～540℃的温度条件下，保温3～4小时；
先使用可逆式粗轧机将均热后的所述铸锭进行21～25道次热轧，加工成板坯；将所述板坯剪切料头后，再使用4机架热连轧机进行热轧，得到热轧坯料；
将所述热轧坯料进行至少3道次冷轧，轧至厚度为0.6～0.8mm的半成品，将所述半成品经过清洗切边后，再经过2或3道次冷轧，轧至厚度为0.2～0.52mm的铝合金板材，所述铝合金板材经205℃/20min烘烤，其力学性能为：抗拉强度为310～370MPa，屈服强度为270～320MPa，延伸率≥6％。
2.根据权利要求1所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述铸锭的生产方法具体如下：
将所需中间合金、电解铝水以及固体回收铝作为原料，按所述合金元素组成进行配比，并熔炼为铝液；
将所述铝液进行精炼，调整成分、除气除渣、除碱金属，得到合金元素组成准确、熔体纯净的液态铝合金；
在所述液态铝合金中点入Ti、B丝，并进行铸造成铸锭。
3.根据权利要求2所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述熔炼温度为720～760℃，所述精炼温度为720～750℃，所述铸造温度为685～710℃。
4.根据权利要求1所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述热轧的总加工率不小于98.5％；热轧出口温度为300～350℃；热轧出口厚度为2.5～3.5mm。
5.根据权利要求1所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述清洗切边的方法是：先使用碱液对所述半成品表面进行脱脂、去污处理后，再使用去离子水进行漂洗。
6.根据权利要求1所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述冷轧的总加工率为84％～95％；冷轧成品轧制速度≥800m/min；冷轧成品出口温度为80～135℃。
7.一种如权利要求1所述的铝合金板材的生产方法制得的铝合金板材的应用，其特征在于，当铝合金板材的厚度为0.2～0.27mm，该铝合金板材用作罐盖材；当铝合金板材的厚度为0.254～0.52mm，该铝合金板材用作拉环材。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Cheng Rence Inventor after: Zhao Xiaohong Inventor after: Yu Cuiping Inventor after: Guo Baofeng Inventor after: Zhang Kun Inventor after: Liu Qingyu Inventor after: Li Zhizhong Inventor after: Xu Zhiyuan Inventor after: Yu Hong Inventor after: Xin Sheng Su Inventor after: Shi Chunli Inventor after: Lv Zhengfeng Inventor after: Li Zhutie Inventor after: Zhang Qidong Inventor after: Li Tao Inventor after: Shun Dong Su Inventor after: Gu Huafeng Inventor after: Wang Tao Inventor after: Qu Dabao Inventor after: Yang Limin Inventor after: Xu Huhou Inventor before: Cheng Rence Inventor before: Zhao Xiaohong Inventor before: Yu Cuiping Inventor before: Guo Baofeng Inventor before: Zhang Kun Inventor before: Liu Qingyu Inventor before: Li Zhizhong Inventor before: Yu Hong Inventor before: Xin Tao Inventor before: Shun Dong Su Inventor before: Qu Dabao Inventor before: Wu Xiaogang Inventor before: Gu Huafeng Inventor before: Yang Limin Inventor before: Xu Huhou Inventor before: Li Tao Inventor before: Wang Long |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20180523 Address after: 265700 Longkou City Nanshan Industrial Park, Yantai, Shandong Applicant after: LONGKOU NANSHAN ALUMINUM ROLLING NEW MATERIAL CO.,LTD. Applicant after: Shandong Nanshan Aluminium Co.,Ltd. Applicant after: HANGXIN MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD. Address before: 265700 Qian Song Village, Dongjiang Town, Longkou City, Yantai, Shandong Applicant before: Shandong Nanshan Aluminium Co.,Ltd. Applicant before: Yantai Nanshan University |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An aluminum alloy plate, production method and Application Effective date of registration: 20211025 Granted publication date: 20180626 Pledgee: Yantai Nanshan aluminum New Material Co.,Ltd. Pledgor: LONGKOU NANSHAN ALUMINUM ROLLING NEW MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2021980011277 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20221031 Granted publication date: 20180626 Pledgee: Yantai Nanshan aluminum New Material Co.,Ltd. Pledgor: LONGKOU NANSHAN ALUMINUM ROLLING NEW MATERIAL CO.,LTD. Registration number: Y2021980011277 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |