CN109207818A - 一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法 - Google Patents

一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法，5505铝合金带材化学成分的质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％‑0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。

Description

一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金带材及制造技术领域，具体涉及一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法。
背景技术
轿车窗框亮条是安装在汽车车窗四周边缘上的起装饰作用与挡风作用的汽车配件。传统的汽车窗框亮条一般是采取亮片不锈钢镀铬的方式获得，视觉效果欠佳。
5505铝合金杂质元素较少，主要合金元素为Mg，对其熔铸、热轧、冷轧工序特殊控制后，基材表面粗糙度小亮度高，性能适中稳定。材料经成型、阳极氧化后，因其柔和明亮的视觉效果，被应用于宝马、奔驰、奥迪等欧系轿车窗框亮条上。目前5505合金高光亮条用基材基本从德国进口，国内尚处于研发阶段。
使用亮片不锈钢冲压成型后镀铬生产的汽车窗框亮条，视觉效果不如经过阳极氧化处理后的铝合金亮条柔和明亮。进口材料交货周期长且价格昂贵，致力于材料的国产化显得很重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材及其制备方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材，其化学成分的质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
本发明还提供一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，包括如下工艺流程：(1)配料；(2)熔铸；(3)铸锭均匀化处理；(4)热轧；(5)冷轧；(6)中间退火；(7)冷轧；(8)成品退火；(9)拉伸弯曲矫直；(10)裁切；其中，在所述(1)配料工序中，按质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
进一步的，在熔铸工序中，配料经过熔化、精炼、除渣、除气后形成合金铝液，半连续铸造成规格为500～550mm*1100～1300mm*5000～5500mm的铝合金扁锭。
进一步的，在铸锭均匀化处理过程中，扁锭经锯切头尾、铣面后在推进式加热炉中均匀化处理，均匀化制度450～480±5℃/7～10h+410～430±5℃/2～4h，使获得化合物均匀分布的组织。
进一步的，在热轧工序中，热轧粗轧开轧温度400～430℃，热精轧终轧温度330～350℃，热精轧终轧厚度5.0～6.5mm。
进一步的，在(5)冷轧工序中，控制冷轧中间退火厚度为2.5～3.5mm，即退火后的总加工率≥60％，为后续成品退火获得足够高的冷变形储能。
进一步的，中间退火料温控制340～360℃，保温4～6h后出炉，获得完全再结晶组织。
进一步的，在(7)冷轧工序中，中间退火后第一道次加工率控制为25％～35％，使用粗糙度0.13um～0.15um的工作辊过渡轧制，轧制速度控制为100m/min～200m/min；进一步降低工作辊粗糙度，使用Ra＜0.03um的工作辊连轧两个道次，加工率控制为15％～25％，轧制速度控制为100～200m/min，轧后成品厚度1.0～1.5mm，获得粗糙度小于0.03um的光亮表面。
进一步的，采取炉气温度210～240℃/3～5h除油，之后金属温度260～290℃/4～6h成品退火，调控材料力学性能。
进一步的，带材经成品退火后，经拉伸弯曲矫直，释放带材的内应力，使板面平整；品带材表面粗糙度很小，为了保护表面，带材在裁切工序作覆膜处理。
本发明的有益效果在于：本发明得到了一种适用于轿车窗框高光亮条用5505铝合金基材及其工业生产方法。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例一
本发明一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材，其化学成分的质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
本发明还提供一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，包括如下工艺流程：(1)配料；(2)熔铸；(3)铸锭均匀化处理；(4)热轧；(5)冷轧；(6)中间退火；(7)冷轧；(8)成品退火；(9)拉伸弯曲矫直；(10)裁切；其中，在所述(1)配料工序中，按质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
在熔铸工序中，配料经过熔化、精炼、除渣、除气后形成合金铝液，半连续铸造成规格为500～550mm*1100～1300mm*5000～5500mm的铝合金扁锭。
在铸锭均匀化处理过程中，扁锭经锯切头尾、铣面后在推进式加热炉中均匀化处理，均匀化制度450～480±5℃/7～10h+410～430±5℃/2～4h，使获得化合物均匀分布的组织。
在热轧工序中，热轧粗轧开轧温度400～430℃，热精轧终轧温度330～350℃，热精轧终轧厚度5.0～6.5mm。
在(5)冷轧工序中，控制冷轧中间退火厚度为2.5～3.5mm，即退火后的总加工率≥60％，为后续成品退火获得足够高的冷变形储能。
中间退火料温控制340～360℃，保温4～6h后出炉，获得完全再结晶组织。
在(7)冷轧工序中，中间退火后第一道次加工率控制为25％～35％，使用粗糙度0.13um～0.15um的工作辊过渡轧制，轧制速度控制为100m/min～200m/min；进一步降低工作辊粗糙度，使用Ra＜0.03um的工作辊连轧两个道次，加工率控制为15％～25％，轧制速度控制为100～200m/min，轧后成品厚度1.0～1.5mm，获得粗糙度小于0.03um的光亮表面。
采取炉气温度210～240℃/3～5h除油，之后金属温度260～290℃/4～6h成品退火，调控材料力学性能。
带材经成品退火后，经拉伸弯曲矫直，释放带材的内应力，使板面平整；品带材表面粗糙度很小，为了保护表面，带材在裁切工序作覆膜处理。
本方法主要是通过控制合金成分，铸锭均匀化处理，热轧轧制，冷轧轧制道次的选择与粗糙度控制，热处理制度的选择等工艺，使铝合金基材强度适中稳定、表面粗糙度小，满足后工序成型、阳极氧化的使用要求。
本方法生产的5505铝合金的表面粗糙度＜0.03um，抗拉强度为110～150Mpa,屈服强度为70～100Mpa，延伸率18～22％，满足后工序成型、阳极氧化的加工要求。
本发明创新点主要体现在杂质合金元素控制、铸锭双级均匀化处理制度、热轧轧制、冷轧轧制道次选择与粗糙度控制、冷轧热处理制度等方面。
研究表明，在铝合金的光亮阳极氧化中，1系铝合金的表现明显要比其它合金系列的要好，这种差异性体现是由金属间化合物在阳极氧化过程中的不同化学行为造成。为减少金属间化合物种类，需要控制杂质元素含量；为获得一定强度的力学性能，需控制主要合金元素Mg的含量。
本实施方式对5505铝合金化学成份配比进行优化，控制影响材料光亮阳极氧化的杂质元素含量，为获取适当的产品力学性能，控制主要合金元素Mg含量；使用合理的铸锭均匀化制度，消除铸锭内部偏析，减少粗大的第二相化合物，保证铸锭组织的均匀性；根据最终冷轧厚度及总压下调整，控制热精轧终轧温度与厚度，获得均匀的再结晶组织；考虑材料力学性能的稳定性，采取两次退火处理，稳定材料性能；控制中间退火后各道次的变形量、轧制速度、轧辊粗糙度过渡，得到适合后工序高光阳极氧化的原始粗糙度。本方法得到了一种适用于轿车窗框高光亮条用5505铝合金基材的工业生产方法。
实施例二
本发明一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材，其化学成分的质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.93％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
本发明还提供一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，包括如下工艺流程：(1)配料；(2)熔铸；(3)铸锭均匀化处理；(4)热轧；(5)冷轧；(6)中间退火；(7)冷轧；(8)成品退火；(9)拉伸弯曲矫直；(10)裁切；其中，在所述(1)配料工序中，按质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.93％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
在熔铸工序中，配料经过熔化、精炼、除渣、除气后形成合金铝液，半连续铸造成规格为520mm*1200mm*5300mm的铝合金扁锭。
在铸锭均匀化处理过程中，扁锭经锯切头尾、铣面后在推进式加热炉中均匀化处理，均匀化制度460±5℃/7～10h+420±5℃/2～4h，使获得化合物均匀分布的组织。
在热轧工序中，热轧粗轧开轧温度420℃，热精轧终轧温度340℃，热精轧终轧厚度6mm。
在(5)冷轧工序中，控制冷轧中间退火厚度为3mm，即退火后的总加工率≥60％，为后续成品退火获得足够高的冷变形储能。
中间退火料温控制350℃，保温5h后出炉，获得完全再结晶组织。
在(7)冷轧工序中，中间退火后第一道次加工率控制为30％，使用粗糙度0.14um的工作辊过渡轧制，轧制速度控制为150m/min；进一步降低工作辊粗糙度，使用Ra＜0.03um的工作辊连轧两个道次，加工率控制为18％，轧制速度控制为150m/min，轧后成品厚度1.25mm，获得粗糙度小于0.03um的光亮表面。
采取炉气温度230℃/4h除油，之后金属温度280℃/5h成品退火，调控材料力学性能。
带材经成品退火后，经拉伸弯曲矫直，释放带材的内应力，使板面平整；品带材表面粗糙度很小，为了保护表面，带材在裁切工序作覆膜处理。
本方法主要是通过控制合金成分，铸锭均匀化处理，热轧轧制，冷轧轧制道次的选择与粗糙度控制，热处理制度的选择等工艺，使铝合金基材强度适中稳定、表面粗糙度小，满足后工序成型、阳极氧化的使用要求。
本方法生产的5505铝合金的表面粗糙度＜0.03um，抗拉强度为110～150Mpa,屈服强度为70～100Mpa，延伸率18～22％，满足后工序成型、阳极氧化的加工要求。
本发明创新点主要体现在杂质合金元素控制、铸锭双级均匀化处理制度、热轧轧制、冷轧轧制道次选择与粗糙度控制、冷轧热处理制度等方面。
研究表明，在铝合金的光亮阳极氧化中，1系铝合金的表现明显要比其它合金系列的要好，这种差异性体现是由金属间化合物在阳极氧化过程中的不同化学行为造成。为减少金属间化合物种类，需要控制杂质元素含量；为获得一定强度的力学性能，需控制主要合金元素Mg的含量。
本实施方式对5505铝合金化学成份配比进行优化，控制影响材料光亮阳极氧化的杂质元素含量，为获取适当的产品力学性能，控制主要合金元素Mg含量；使用合理的铸锭均匀化制度，消除铸锭内部偏析，减少粗大的第二相化合物，保证铸锭组织的均匀性；根据最终冷轧厚度及总压下调整，控制热精轧终轧温度与厚度，获得均匀的再结晶组织；考虑材料力学性能的稳定性，采取两次退火处理，稳定材料性能；控制中间退火后各道次的变形量、轧制速度、轧辊粗糙度过渡，得到适合后工序高光阳极氧化的原始粗糙度。
本发明得到了一种适用于轿车窗框高光亮条用5505铝合金基材及其工业生产方法。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材，其特征在于：其化学成分的质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
2.一种轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：包括如下工艺流程：(1)配料；(2)熔铸；(3)铸锭均匀化处理；(4)热轧；(5)冷轧；(6)中间退火；(7)冷轧；(8)成品退火；(9)拉伸弯曲矫直；(10)裁切；其中，在所述(1)配料工序中，按质量百分比为:Si为0.06％，Fe为0.0.04％，Cu为0.01％，Mn为0.30％，Mg为0.89％-0.94％，Cr为0.01％，Zn为0.04％，Ti为0.01％，Na为0.0004％，其他杂质为0.01％，其余余量为Al。
3.根据权利要求2所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：在熔铸工序中，配料经过熔化、精炼、除渣、除气后形成合金铝液，半连续铸造成规格为500～550mm*1100～1300mm*5000～5500mm的铝合金扁锭。
4.根据权利要求3所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：在铸锭均匀化处理过程中，扁锭经锯切头尾、铣面后在推进式加热炉中均匀化处理，均匀化制度450～480±5℃/7～10h+410～430±5℃/2～4h，使获得化合物均匀分布的组织。
5.根据权利要求4所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：在热轧工序中，热轧粗轧开轧温度400～430℃，热精轧终轧温度330～350℃，热精轧终轧厚度5.0～6.5mm。
6.根据权利要求5所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：在(5)冷轧工序中，控制冷轧中间退火厚度为2.5～3.5mm，即退火后的总加工率≥60％，为后续成品退火获得足够高的冷变形储能。
7.根据权利要求6所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：中间退火料温控制340～360℃，保温4～6h后出炉，获得完全再结晶组织。
8.根据权利要求7所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：在(7)冷轧工序中，中间退火后第一道次加工率控制为25％～35％，使用粗糙度0.13um～0.15um的工作辊过渡轧制，轧制速度控制为100m/min～200m/min；进一步降低工作辊粗糙度，使用Ra＜0.03um的工作辊连轧两个道次，加工率控制为15％～25％，轧制速度控制为100～200m/min，轧后成品厚度1.0～1.5mm，获得粗糙度小于0.03um的光亮表面。
9.据权利要求8所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：采取炉气温度210～240℃/3～5h除油，之后金属温度260～290℃/4～6h成品退火，调控材料力学性能。
10.根据权利要求9所述的轿车窗框高光亮条用5505铝合金带材制备方法，其特征在于：带材经成品退火后，经拉伸弯曲矫直，释放带材的内应力，使板面平整；品带材表面粗糙度很小，为了保护表面，带材在裁切工序作覆膜处理。
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