CN107338376B - 一种铝合金车厢用板材的制备方法 - Google Patents

一种铝合金车厢用板材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种铝合金车厢用板材的制备方法，包含以下内容：1）铝合金车厢用板材的成分：Si：0.05~0.4wt%；Fe：0.15~0.45wt%；Cu：0.03~0.15wt%；Mn：0.3~0.6wt%；Mg：4.6~5.8wt%；Cr：0.03~0.15wt%；Ti：0.01~0.03wt%,余量为Al和不可避免的杂质。2）制造方法为使用铝锭、铝中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂为原料，经熔炼保温、除气、独特的双级深床过滤后进行低液位铸造，随后经锯切铣面、加热、热轧、冷轧、清洗、退火、拉伸矫直、横剪工序制得。所得的铝合金车厢用板材具有较高的强度、平整的板形、良好的耐腐蚀性、折弯加工性能及焊接性能。

Description

一种铝合金车厢用板材的制备方法
技术领域
本发明属于有色金属技术领域，具体涉及一种铝合金车厢用板材的制备方法。
背景技术
目前货运半挂车厢、小型厢式车厢大部分采用瓦楞钢板制作，少量采用铝板或铝型材制作。钢板所制的车厢重量大，燃油经济性差，耐腐蚀性差，不具备回收价值；铝型材拼接车厢，其制作工艺要求复杂，重量减轻效果不够明显；铝板制造车厢拼接工艺相对简单、减重效果明显，但强度不够高易发生变形，折弯时容易发生开裂现象。
发明内容
本发明的目的在于克服现有铝合金车厢用板材的不足，提供一种具有较高强度、平整的板形、良好的耐腐蚀性和折弯加工性能及焊接性能的板材，满足专用车制造厂对于轻量化用铝的需求。
为实现上述内容，本发明采用如下技术方案：
化学成分优化：Si：0.05~0.4wt%；Fe：0.15~0.45wt%；Cu：0.03~0.15wt%；Mn：0.3~0.6wt%；Mg：4.6~5.8wt%；Cr：0.03~0.15wt%；Ti：0.01~0.03wt%,余量为Al和不可避免的杂质。
上述铝合金车厢用铝板的制作方法包含以下步骤：
1）将铝锭、铝硅中间合金锭、铝铁中间合金锭、铝钛中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂加入到熔炼炉中，在700~750℃的温度下进行熔炼、精炼、除渣，并验证成分合格后将铝液转入保温炉；
2）经过静置处理的铝液添加铝钛硼丝细化晶粒后，通过在线除气装置去除铝液中溶解的气体，再通过双级深床过滤装置净化熔体质量后，通过半连续铸造产出铸锭；
3）铸锭经锯切头尾及铣除表面壳层后，进入加热炉进行加热，加热温度为480~500℃，加热时间为2~10h，出炉后先将铸锭热粗轧为20~28mm厚的中间坯，再通过三道次热精轧轧制为4.0~8.0mm厚的热轧带材，热轧终轧温度控制在280~350℃；
4）通过冷轧机将热轧带材进行每道次压下量10%~40%的轧制，冷轧总的压下量控制在40%~60%，得到冷轧带材；
5）将冷轧带材经过清洗后退火，退火温度220~280℃，卷材到温后保温2~3h，然后随炉冷却至50~100℃后取出，冷却至室温；
6）将经步骤5）处理的带材在拉弯矫直机上进行拉伸矫直，同时切边至成品宽度；
7）将经步骤6）处理的带材经横剪切成需要的长度，制成铝合金车厢用板材。
为了避免高镁合金熔炼铸造中常见的夹渣缺陷，采用特殊的双级深床过滤方式，所述的双级深床过滤装置为两组深床过滤双级过滤，其中第一级过滤使用5~15mm的过滤砂砾，第二级过滤使用2~8mm的过滤砂砾；有效的提高了板材的强度和可加工性。
采用独特的低液位铸造技术，有效的减轻了高镁含量铸锭表面的偏析壳层，提高了成品率和产品质量保证能力。
控制冷轧总的压下量在40%~60%之间，轧制油胶质含量控制在200mg/100ml以下，保证带材退火后仍有光洁细腻的表面。
为了保证板材的平直度，利于后续加工焊接，拉伸矫直的拉伸率设置为0.2~0.8%，确保板形平直度在10I以内。
本发明的有益效果是：本发明通过对Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Ti等合金元素优化调整，保证产品具有较高的强度和延伸率，同时通过优化熔铸、热轧、冷轧、退火、拉矫工艺进行生产制造，使成品强度高、表面质量光洁细腻、板形平整、耐腐蚀性和可加工性能良好。本发明产出的铝合金车厢用铝板，抗拉强度达到330~390MPa，屈服强度达到250~320MPa，延伸率≥10%。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明的保护范围并不限于下例实施例。
实施例1
铝合金板材的成分按质量百分比计为：Si：0.08wt%；Fe：0.22wt%；Cu：0.05wt%；Mn：0.40wt%；Mg：4.78wt%；Cr：0.05wt%；Ti：0.02wt%，余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金车厢用板的制备方法包括以下步骤：
1）将铝锭、铝硅中间合金锭、铝铁中间合金锭、铝钛中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂加入到熔炼炉中，在725℃的温度下进行熔炼、精炼、除渣后转入保温炉。
2）铝液静置处理后加入铝钛硼丝细化晶粒，并经过除气装置和双级深床过滤后，通过低液位半连续铸造成铸锭；双级深床过滤中，第一级过滤使用5mm的过滤砂砾，第二级过滤使用2mm的过滤砂砾。
3）所得铸锭锯除头尾部，铣除表面壳层后，经过加热炉500℃保温3h处理。
4）铸锭经过热轧成4.0mm厚度的热轧坯料，终轧温度320℃。
5）在冷轧机上按50%的冷轧总压下量轧制到2.0mm厚度。
6)将所得成品厚度的卷材清洗后进行240℃的退火，保温2h后随炉冷却至90℃后出炉，然后冷却至室温。
7）退火后的卷材在拉伸矫直机上进行拉伸矫直并切除边部裂口毛刺，拉伸率设置为0.4%。
8）拉伸矫直后的带材经横剪切为客户需要规格的板材，即铝合金车厢用板材。
经测试，该板材抗拉强度为352MPa，屈服强度为276MPa，延伸率为14%，90°折弯无裂纹，不平度为3.8I。
实施例2
铝合金板材的成分按质量百分比计为：Si：0.09wt%；Fe：0.20wt%；Cu：0.09wt%；Mn：0.38wt%；Mg：4.92wt%；Cr：0.03wt%；Ti：0.02wt%，余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金车厢用板的制备方法包括以下步骤：
1）将铝锭、铝硅中间合金锭、铝铁中间合金锭、铝钛中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂加入到熔炼炉中，在740℃的温度下进行熔炼、精炼、除渣后转入保温炉。
2）铝液静置处理后加入铝钛硼丝细化晶粒，并经过除气装置和双级深床过滤后，通过低液位半连续铸造成铸锭；双级深床过滤中，第一级过滤使用10mm的过滤砂砾，第二级过滤使用5mm的过滤砂砾。
3）所得铸锭锯除头尾部，铣除表面壳层后，经过加热炉500℃保温3h处理。
4）铸锭经过热轧成4.0mm厚度的热轧坯料，终轧温度320℃。
5）在冷轧机上按50%的冷轧总压下量轧制到2.0mm厚度。
6)将所得成品厚度的卷材清洗后进行230℃的退火，保温2h后随炉冷却至70℃后出炉，然后冷却至室温。
7）退火后的卷材在拉伸矫直机上进行拉伸矫直并切除边部裂口毛刺，拉伸率设置为0.3%。
8）拉伸矫直后的带材经横剪切为客户需要规格的板材，即铝合金车厢用板材。
经测试，该板材抗拉强度为366MPa，屈服强度为286MPa，延伸率为12%，90°折弯无裂纹，不平度为5I。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明、不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明、对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说、在不脱离本发明构思的前提下、还可以做出若干简单推演或替换、都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。

Claims (2)

1.一种铝合金车厢用板材的制备方法，其特征在于：所述铝合金车厢用板材的成分按质量分数计为：Si：0.05~0.4wt%；Fe：0.15~0.45wt%；Cu：0.03~0.15wt%；Mn：0.3~0.6wt%；Mg：4.6~5.8wt%；Cr：0.03~0.15wt%；Ti：0.01~0.03wt%,余量为Al和不可避免的杂质；其制备方法为：使用铝锭、铝中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂为原料，经熔炼保温、除气、独特的双级深床过滤后进行低液位铸造，有效减轻因镁含量高造成的表面偏析层，随后经锯切铣面、加热热轧、冷轧、清洗、退火、拉伸矫直、横剪工序制得，具体包括以下步骤：
1）将铝锭、铝硅中间合金锭、铝铁中间合金锭、铝钛中间合金锭、镁锭、锰剂、铜剂、铬剂加入到熔炼炉中，在700~750℃的温度下进行熔炼、精炼、除渣，并验证成分合格后将铝液转入保温炉；
2）经过静置处理的铝液添加铝钛硼丝细化晶粒后，通过在线除气装置去除铝液中溶解的气体，再通过双级深床过滤装置净化熔体质量后，通过半连续铸造产出铸锭；
3）铸锭经锯切头尾及铣除表面壳层后，进入加热炉进行加热，加热温度为480~500℃，加热时间为2~10h，出炉后先将铸锭热粗轧为20~28mm厚的中间坯，再通过三道次热精轧轧制为4.0~8.0mm厚的热轧带材，热轧终轧温度控制在280~350℃；
4）通过冷轧机将热轧带材进行每道次压下量10%~40%的轧制，冷轧总的压下量控制在40%~60%，得到冷轧带材；
5）将冷轧带材经过清洗后退火，退火温度220~280℃，卷材到温后保温2~3h，然后随炉冷却至50~100℃后取出，冷却至室温；
6）将经步骤5）处理的带材在拉弯矫直机上进行拉伸矫直，同时切边至成品宽度；
7）将经步骤6）处理的带材经横剪切成需要的长度，制成铝合金车厢用板材；
在步骤2）中采用的双级深床过滤装置为两组深床过滤双级过滤，其中第一级过滤使用5~15mm的过滤砂砾，第二级过滤使用2~8mm的过滤砂砾；采用的半连续铸造法为低液位铸造法，有效减轻高镁合金易出现的表层偏析现象；
在步骤4）中，冷轧总的压下量应控制在40%~60%，轧制油胶质含量控制在200mg/100ml以下，使带材在后续退火后仍有光洁细腻的表面。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金车厢用板材的制备方法，其特征在于：在步骤6）中，拉伸矫直的拉伸率设置为0.2~0.8%，使带材平直度控制在10I以内。
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