CN106834825B - 5182铝合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了5182铝合金，其由以下成分组成：Si，Fe，Cu，Mn，Mg，Cr，Zn，Ti，其他为Al和一些不可避免的杂质元素。5182铝合金的罐盖料带材制备工艺：(1)取5182铝合金；(2)热轧，冷却，即得冷轧用坯料；(3)冷轧Ⅰ，总变形量为66％～78％，即得冷轧中间产品；(4)气垫炉退火；(5)冷轧Ⅱ，总变形量为71％～76％；(6)拉弯矫。本发明5182铝合金及该铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，通过高合金化提高合金强度，同时合理控制Fe、Si含量，抑制料纹产生；采用连续性气垫炉退火，通过高温短时退火调控晶粒大小，提高带材性能均匀性，同时保证带材表面质量。

Description

5182铝合金
技术领域
本发明涉及一种合金及其带材的制备工艺，特别涉及5182铝合金及该铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法。
背景技术
5182属于高Mg铝合金，由于其强度高、加工性能优异，是单一生产铝合金罐盖和拉环料最大的材料。随着罐盖、拉环料需求量的增加和罐料生产技术的不断发展，罐料冲制速度不断提高。为降低罐盖冲制废品率和提高冲制效率，罐盖料各项指标的波动范围要小。另外，罐盖料对带材表面质量要求极高，表面应光洁、不允许有油斑、严重的擦划伤等影响外观的表面缺陷。如何优化铝合金加工工艺以提高铝基材的质量稳定性和表面质量是国产罐盖料产品必须面对和解决的问题。传统生产5182-H19铝合金罐盖料带材的工艺流程为：熔铸→锯切→铣面→均匀化退火→热轧→中间退火→冷轧→拉弯矫。其中，采用“1+1”热轧轧至6.0mm左右，然后中间退火后经80％～90％的冷轧变形量轧至成品厚度。另一种生产5182-H19铝合金罐盖料带材的工艺流程为：熔铸→锯切→铣面→均匀化退火→热轧→冷轧开坯→成品冷轧→拉弯矫。冷轧开坯过程中，在轧至3.0～3.5mm和1.0～1.5mm两个范围内时，需进行两次拉弯矫直和中间(整卷)退火处理。
传统工艺具有以下缺点：(1)传统5182国标各成分比例不利于性能的调控，性能波动范围大；(2)传统的卷式退火由于表面和芯部存在温度差异，容易出现晶粒大小和性能的不均匀，同时也会引起层间擦伤和退火油斑等表面缺陷；(3)冷轧变形量不合理会导致带材屈强比高，以致时常因断带引发停机，不利于板形调控和大规模生产控制；(4)冷轧过程中退火次数的增加导致生产周期延长、能耗成本增加。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术问题，提供一种5182铝合金及该铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，在确保合金板材性能合格、稳定的情况下，优化制备工艺、生产工艺、细化晶粒、提高铝合金罐盖料带材质量，使得产品性能均匀稳定。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
5182铝合金，按照重量百分比由以下成分组成：Si：≤0.1％，Fe：≤0.2％， Cu：0.04～0.07％，Mn：0.3～0.4％，Mg：4.5～4.8％，Cr：≤0.05％；Zn：≤0.05％， Ti：0.014～0.04％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素。
一种如上所述的5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，包含以下操作步骤：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组分：Si：≤0.1％，Fe：≤0.2％，Cu：0.04～0.07％，Mn：0.3～0.4％，Mg：4.5～4.8％， Cr：≤0.05％；Zn：≤0.05％，Ti：0.014～0.04％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金进行前处理，前处理后所得物质预热温度490～520℃，时间为5～15h，保持预热温度热轧，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行冷轧开坯，经冷轧，总变形量为66％～78％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为380～480℃，退火速度为20～45m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，继续冷轧至成品厚度，总变形量为71％～76％；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.6％～0.8％。
其中，步骤(2)中所述的前处理为将步骤(1)中取得的5182铝合金制成扁锭，然后依次进行均热化处理，冷却。
其中，步骤(2)中保持预热温度热轧至厚度为4～5mm。
其中，步骤(2)中热轧终轧温度为320～360℃。
其中，步骤(3)中经3～5道次冷轧至厚度1.0～1.2mm。
其中，步骤(3)中保持温度为60～80℃冷轧。
其中，步骤(5)中冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90～120℃。
其中，步骤(5)中经3～5道次冷轧至成品厚度0.29±0.005mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明5182铝合金及该铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，通过高合金化提高合金强度，同时合理控制Fe、Si含量，抑制料纹产生；进一步的，本发明采用连续性气垫炉退火，通过高温短时退火调控晶粒大小，提高带材性能均匀性，同时保证带材表面质量；通过小压下量降低带材屈强比和断带率；而且本发明优化退火工艺，平衡轧制织构，提高带材冲压性能，同时优化拉弯矫工艺，降低带材屈强比并改善板形；通过本发明方法一步一步相互作用和影响，能有效控制晶粒尺寸、抑制料纹产生，提高罐盖料带材表面质量。
附图说明
图1是本发明制备工艺流程图。
图2是本发明实施例1制备所得的5182铝合金罐盖料带材表面质量与合金内晶粒度示意图。
图3是本发明对比实施例1制备所得的5182铝合金罐盖料带材表面质量与合金内晶粒度示意图。
图4是本发明对比实施例3制备所得的5182铝合金罐盖料带材表面质量与合金内晶粒度示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si： 0.045％，Fe：0.16％，Cu：0.049％，Mn：0.5％，Mg：4.62％，Cr：0.015％； Zn：≤0.027％，Ti：0.023％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为720～730℃熔炼8h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度510℃，时间为6h，保持预热温度热轧至厚度为4.49mm，然后控制热轧终轧温度在335℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行60～67℃冷轧开坯，经4 道次冷轧至厚度1.02mm，总变形量为77.3％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为450±3℃，退火速度为30m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经4道次继续冷轧至成品厚度0.290mm，总变形量为71.6％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.7％，即得5182铝合金罐盖料带材成品，成品锯切后进行分析，性能如表1所示。
表1 5182铝合金罐盖料带材不同拉伸方向力学性能
拉伸方向 Rm/MPa Rp0.2/MPa A/％
平行于轧制方向 401 370 5.0
与轧制方向呈45° 392 365 5.0
垂直于轧制方向 395 363 6.5
从表1看出，根据本发明技术方案，中间退火方式为高温短时，所得退火板晶粒组织均匀、细小，晶粒级别指数为G8.0，晶粒大小为20μm左右(见图2)。这为继续轧制后的组织和性能均匀性提供了有力保障，轧至成品厚度的板材力学性能各向异性相差较小，为9MPa左右。
实施例2
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si： 0.0511％，Fe：0.18％，Cu：0.0505％，Mn：0.34％，Mg：4.5421％，Cr：0.0308％； Zn：0.0310％，Ti：0.0180％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为730～740℃熔炼6h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度490℃，时间为15h，保持预热温度热轧至厚度为4.5±0.03mm，然后控制热轧终轧温度在320℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行67～74℃冷轧开坯，经3 道次冷轧至厚度1.2mm，总变形量为73.3％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为380±3℃，退火速度为20m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经3道次继续冷轧至成品厚度0.29± 0.005mm，总变形量为75.8％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度100℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.6％，即得5182铝合金罐盖料带材成品。
实施例3
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si： 0.0369％，Fe：0.1903％，Cu：0.0501％，Mn：0.3444％，Mg：4.7460％，Cr： 0.0422％；Zn：0.0258％，Ti：0.0142％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为750～760℃熔炼7h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度520℃，时间为5h，保持预热温度热轧至厚度为4.5±0.03mm，然后控制热轧终轧温度在360℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行74～80℃冷轧开坯，经5 道次冷轧至厚度1.1mm，总变形量为78％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为480±3℃，退火速度为45m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经5道次继续冷轧至成品厚度0.29± 0.005mm，总变形量为73.6％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度120℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.8％，即得5182铝合金罐盖料带材成品。
对比实施例1
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si： 0.045％，Fe：0.16％，Cu：0.049％，Mn：0.5％，Mg：4.62％，Cr：0.015％； Zn：≤0.027％，Ti：0.023％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为720～730℃熔炼8h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度510℃，时间为6h，保持预热温度热轧至厚度为4.48mm，然后控制热轧终轧温度在330℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行60～67℃冷轧开坯，经4 道次冷轧至厚度1.04mm，总变形量为76.8％，即得冷轧中间产品；
(4)90T炉(整卷)退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用90T炉(整卷)退火，退火温度为350±5℃/8h；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经4道次继续冷轧至成品厚度0.290mm，总变形量为72.1％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.7％，即得5182铝合金罐盖料带材成品，成品锯切后进行分析，性能如表2所示。
表2 5182-H19铝合金带材不同拉伸方向力学性能
拉伸方向 Rm/MPa Rp0.2/MPa A/％
平行于轧制方向 407 351 5.5
与轧制方向呈45° 396 365 5.0
垂直于轧制方向 388 347 6.5
从表2看出，根据本该技术方案，中间退火方式采用的90T卷退炉整卷退火，所得退火板晶粒组织边部大、中间较小，晶粒级别指数为G7.0，晶粒大小为32μm左右，晶粒取向性明显(见图3)，继续轧至成品厚度的板材力学性能各向异性较差，为19MPa左右。
对比实施例2
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成： Si0.042，Fe0.17，Cu0.048，Mn0.38，Mg4.58，Cr0.014，Zn0.025，Ti0.022， V0.017％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为720～730℃熔炼8h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度510℃，时间为6h，保持预热温度热轧至厚度为4.48mm，然后控制热轧终轧温度在330℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行60～67℃冷轧开坯，经4 道次冷轧至厚度2.32mm，总变形量为48.6％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为450±3℃，退火速度为30m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经7道次继续冷轧至成品厚度0.290mm，总变形量为88.4％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为0.7％，即得5182铝合金罐盖料带材成品，成品锯切后进行分析，性能如表3所示。
表3 5182铝合金罐盖料带材不同拉伸方向力学性能
从表3看出，根据该技术方案，总变形大，所得最终厚度产品的屈强比大、延伸率低，这使得在最后2道次轧制时板形难调控且易发生断带。
对比实施例3
一种5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，操作步骤如下：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组成：Si： 0.045％，Fe：0.16％，Cu：0.049％，Mn：0.5％，Mg：4.62％，Cr：0.015％； Zn：≤0.027％，Ti：0.023％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金保持温度为720～730℃熔炼8h，700～710℃保温5h，然后制成规格为420mm×1420mm×6500mm的扁锭，将所得扁锭保持温度为550±10℃均热化处理10h，冷却，冷却后所得扁锭切头尾铣面，上下表面各铣面15mm，侧边铣面10mm，铣面后所得物质预热温度510℃，时间为6h，保持预热温度热轧至厚度为4.49mm，然后控制热轧终轧温度在335℃，自然冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行60～67℃冷轧开坯，经4 道次冷轧至厚度1.02mm，总变形量为77.3％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为450±3℃，退火速度为30m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，经4道次继续冷轧至成品厚度0.290mm，总变形量为71.6％，冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90℃；
(6)拉弯矫：使用拉弯矫直机对带材进行清洗和板形修复，控制拉伸变形量为1.0％，即得5182铝合金罐盖料带材成品，成品锯切后进行分析，性能如图4所示。
从图4看出，根据该技术方案，拉弯矫直过程中拉伸变形量较大，为1.0％。所得最终厚度产品的表面质量较差，出现水波纹(见图4中虚线框内所示)。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.5182铝合金，其特征在于，按照重量百分比由以下成分组成：Si：≤0.1％，Fe：≤0.2％，Cu：0.04～0.07％，Mn：0.3～0.4％，Mg：4.5～4.8％，Cr：≤0.05％；Zn：≤0.05％，Ti：0.014～0.04％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
所述的5182铝合金制备成罐盖料带材的工艺方法，包含以下操作步骤：
(1)取5182铝合金，5182铝合金按照重量百分比由以下成分组分：Si：≤0.1％，Fe：≤0.2％，Cu：0.04～0.07％，Mn：0.3～0.4％，Mg：4.5～4.8％，Cr：≤0.05％；Zn：≤0.05％，Ti：0.014％～0.04％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素；
(2)热轧：将步骤(1)中取得的5182铝合金进行前处理，前处理后所得物质进行预热，预热温度490～520℃，时间为5～15h，保持预热温度热轧，冷却，即得冷轧用坯料；
(3)冷轧Ⅰ：步骤(2)所得冷轧用坯料进行冷轧开坯，经冷轧，总变形量为66％～78％，即得冷轧中间产品；
(4)气垫炉退火：步骤(3)所得冷轧中间产品采用连续性气垫炉退火，退火温度为380～480℃，退火速度为20～45m/min；
(5)冷轧Ⅱ：气垫炉退火后，继续冷轧至成品厚度，总变形量为71％～76％；
(6)拉弯矫：控制拉伸变形量为0.6％～0.8％。
2.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(2)中所述的前处理为将步骤(1)中取得的5182铝合金制成扁锭，然后依次进行均热化处理，冷却。
3.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(2)中保持预热温度热轧至厚度为4～5mm。
4.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：热轧终轧温度为320～360℃。
5.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(3)中经3～5道次冷轧。
6.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(3)中保持温度为60～80℃冷轧。
7.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(5)中冷轧轧制速度≥600m/min，终轧温度90～120℃。
8.根据权利要求1所述5182铝合金，其特征在于：步骤(5)中经3～5道次冷轧。
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