CN109355535A - 一种5083铝合金板材的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种5083铝合金板材的制备方法，通过将5083铸锭经过锯切铣面加热后进行热轧，然后待板材冷却至室温后进行85‑105℃的退火处理，随后立即进行低温预拉伸，得到5083铝合金板材，本发明通过对5083铝合金板材进行较低温度的预拉伸处理，有效的消除了预拉伸板材时出现的应变时效效应，从而消除了制得的铝合金板材表面的滑移线，试验结果表明，采用本发明提高的方法制备的5083铝合金，其预拉伸过程中的拉伸强度‑伸长率曲线无明显的锯齿状波形，制得的合金板材表面没有滑移线，表面质量得到提高。
Description
技术领域
本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种5083铝合金板材的制备方法。
背景技术
5083铝合金具有较高强度、优异耐蚀性及良好的焊接性，是5系合金的典型合金。不同热处理状态的5083铝合金板材被广泛应用于模具制造、交通运输、电子电器、海洋工程等领域。目前，随着轻量化技术的发展，5083铝合金厚板正在逐步取代同等规格的钢材应用于船舶制造上。
当前工业上生产5083厚板时采用的终轧温度较低，热轧下线后合金的板型较差，需要进行预拉伸处理，一方面用于矫正板型，另一方面可以消除热轧板材的残余内应力。铝合金板材的预拉伸处理，即给板材两端施加一定的延伸率，进行一次永久的塑性变形，从而达到矫正板型及消除内部应力的作用。经过预拉伸处理后，铝合金即可进行锯切定尺包装。
由于热轧下线后铝合金板材板型较差以及当前工业生产时预拉伸工艺控制效果欠佳，导致合金在预拉伸过程中出现应变时效现象，即合金板材在预拉伸过程中所施加的拉伸力稳定性较差，强度出现波动，具体表现为合金板材的拉伸过程中拉伸强度-伸长率曲线出现明显的锯齿状波形。由于应变时效现象的存在，造成经过预拉伸后的板材表面出现与轧制方向成45度，明显具有方向性的表面缺陷，即“滑移线”。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有技术中预拉伸后的铝合金板材表面会出现方向性表面缺陷的问题，提供一种5083铝合金板材的制备方法，通过改进工艺控制手段，在确保铝合金板材性能达到使用要求的前提下，制得的铝合金板材表面不会出现滑移线状的方向性表面缺陷。
为达到上述目的，本发明提供一种5083铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、将5083铝合金板材各元素配料放入熔炼炉中于700～720℃条件下熔炼，保温35～40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；
B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至500～520℃，保温4～6h；
C、将均匀化热处理且锯切铣面后的5083铝合金铸锭出炉后热轧为铝合金板材，热轧后铝合金板材的厚度为30～40mm，终轧温度为250～270℃，将热轧后的铝合金板材冷却至室温；
D、将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为85～105℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时拉伸速率为3.5～4.5mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.0～1.5％，预拉伸时铝合金板材温度大于80℃，退火后铝合金板材出炉到拉伸机过程中铝合金板材温度降低不能超过5℃；
E、将预拉伸后的铝合金板材进行锯切定尺，得到5083铝合金板材。
进一步，步骤A按照如下重量份数比配制5083铝合金原料：Si：0.05～0.10％，Fe：0.05～0.30％，Cu：≤0.05％，Mn：0.60～0.70％，Mg：4.5～4.9％，Cr：≤0.1％，Zn：≤0.01％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。
进一步，步骤B将熔铸后的铝合金铸锭置于推进式加热炉里加热。
进一步，步骤C中热轧后铝合金板材的厚度为30～35mm。
进一步，步骤C中铝合金板材冷却方式为风冷或者水冷。
进一步，步骤D中拉伸机的预拉伸速度为4mm/s，预拉伸方式为匀速拉伸。
进一步，步骤D中拉伸机预拉伸时的屈服强度为100～120MPa。
本发明的有益效果在于：
本发明所公开的5083铝合金板材的制备方法，通过对热轧下线的5083铝合金厚板进行低温预拉伸处理，有效的缓解了合金板材的应变时效效应，从而消除了合金预拉伸时表面的滑移线。试验结果表明，采用本发明提供的方法制得的5083合金板材，其预拉伸过程中拉伸强度-伸长率曲线无明显的锯齿状波形，且合金板材表面无滑移线，表面质量得到很大提高。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例1预拉伸铝合金板材温度为80℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图2为本发明实施例2预拉伸铝合金板材温度为90℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图3为本发明实施例3预拉伸铝合金板材温度为100℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图4为本发明对比例1预拉伸铝合金板材温度为50℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图5为本发明对比例2预拉伸铝合金板材温度为60℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图6为本发明对比例3预拉伸铝合金板材温度为70℃时拉伸强度-伸长率曲线示意图；
图7为本发明实施例1制备的铝合金板材宏观形貌图；
图8为本发明对比例1制备的铝合金板材宏观形貌图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
一种5083铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、5083铝合金铸锭各元素质量百分数配比如下：
| 元素 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | 杂质 | Al |
| 含量 | 0.065 | 0.273 | 0.02 | 0.641 | 4.739 | 0.087 | 0.005 | 0.021 | 0.10 | 余量 |
将配制好的5083铝合金板材各元素配料放入熔炼炉中于700℃条件下熔炼，保温40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；
B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至500℃，保温4h；
C、将均匀化热处理且锯切铣面后的5083铝合金铸锭出炉后热轧为铝合金板材，热轧后铝合金板材的厚度为35mm，终轧温度为265℃，将热轧后的铝合金板材冷却至室温；
D、将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为85℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为80℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.0％，预拉伸时的屈服强度为100MPa；
E、将预拉伸后的铝合金板材进行锯切定尺，得到5083铝合金板材。
实施例2
一种5083铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、5083铝合金铸锭各元素质量百分数配比如下：
| 元素 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | 杂质 | Al |
| 含量 | 0.065 | 0.197 | 0.015 | 0.623 | 4.82 | 0.089 | 0.005 | 0.023 | 0.10 | 余量 |
将配制好的5083铝合金板材各元素配料放入熔炼炉中于700℃条件下熔炼，保温40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；
B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至500℃，保温4h；
C、将均匀化热处理且锯切铣面后的5083铝合金铸锭出炉后热轧为铝合金板材，热轧后铝合金板材的厚度为30mm，终轧温度为270℃，将热轧后的铝合金板材冷却至室温；
D、将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为95℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为90℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.5％，预拉伸时的屈服强度为100MPa；
E、将预拉伸后的铝合金板材进行锯切定尺，得到5083铝合金板材。
实施例3
一种5083铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、5083铝合金铸锭各元素质量百分数配比如下：
| 元素 | Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Cr | Zn | Ti | 杂质 | Al |
| 含量 | 0.055 | 0.189 | 0.013 | 0.637 | 4.87 | 0.088 | 0.005 | 0.022 | 0.10 | 余量 |
将配制好的5083铝合金板材各元素配料放入熔炼炉中于700℃条件下熔炼，保温40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；
B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至500℃，保温4h；
C、将均匀化热处理且锯切铣面后的5083铝合金铸锭出炉后热轧为铝合金板材，热轧后铝合金板材的厚度为30mm，终轧温度为250℃，将热轧后的铝合金板材冷却至室温；
D、将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为105℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为100℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.0％，预拉伸时的屈服强度为100MPa；
E、将预拉伸后的铝合金板材进行锯切定尺，得到5083铝合金板材。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，步骤D将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为55℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为50℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.1％，预拉伸时的屈服强度为100MPa。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于，步骤D将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为65℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为60℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.1％，预拉伸时的屈服强度为100MPa。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于，步骤D将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为75℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时铝合金板材温度为70℃，预拉伸时拉伸速率为4.0mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.4％，预拉伸时的屈服强度为100MPa。
实施例1在预拉伸铝合金板材温度为80℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图1，实施例2在预拉伸铝合金板材温度为90℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图2，实施例3在预拉伸铝合金板材温度为100℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图3，对比例1在预拉伸铝合金板材温度为50℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图4，对比例2在预拉伸铝合金板材温度为60℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图5，对比例3在预拉伸铝合金板材温度为70℃时制备的5083铝合金板材的拉伸强度-伸长率曲线见图6。
从图1～6中可以看出，5083铝合金板材温度在80℃以上时，其拉伸强度-伸长率曲线的波形更加平缓，基本无明显锯齿状波形，从而说明本发明提供的5083铝合金制备方法能够有效缓解铝合金板材在预拉伸过程中的应变时效现象，消除了预拉伸铝合金板材表现的缺陷。
实施例1制备的铝合金板材宏观形貌图见图7，对比例1制备的铝合金板材宏观形貌图见图8。从图中可以看出，相较于对比例1，实施例1制得的预拉伸铝合金板材表面无滑移线，而对比例1中制得的合金板材表面存在明显的滑移线，铝合金板材表面出现与轧制方向成45度的线性缺陷。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将5083铝合金板材各元素配料放入熔炼炉中于700～720℃条件下熔炼，保温35～40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；
B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至500～520℃，保温4～6h；
C、将均匀化热处理且锯切铣面后的5083铝合金铸锭出炉后热轧为铝合金板材，热轧后铝合金板材的厚度为30～40mm，终轧温度为250～270℃，将热轧后的铝合金板材冷却至室温；
D、将冷却至室温的铝合金板材送入退火炉中进行低温退火处理，低温退火温度为85～105℃，保温时间为3h，退火后铝合金板材出炉立即进行预拉伸处理，预拉伸时拉伸速率为3.5～4.5mm/s，预拉伸时的拉伸率为1.0～1.5％，预拉伸时铝合金板材温度大于80℃，退火后铝合金板材出炉到拉伸机过程中铝合金板材温度降低不能超过5℃；
E、将预拉伸后的铝合金板材进行锯切定尺，得到5083铝合金板材。
2.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤A按照如下重量份数比配制5083铝合金原料：Si：0.05～0.10％，Fe：0.05～0.30％，Cu：≤0.05％，Mn：0.60～0.70％，Mg：4.5～4.9％，Cr：≤0.1％，Zn：≤0.01％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。
3.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤B将熔铸后的铝合金铸锭置于推进式加热炉里加热。
4.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤C中热轧后铝合金板材的厚度为30～35mm。
5.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤C中铝合金板材冷却方式为风冷或者水冷。
6.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤D中拉伸机的预拉伸速度为4mm/s，预拉伸方式为匀速拉伸。
7.如权利要求1所述5083铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤D中拉伸机预拉伸时的屈服强度为100～120MPa。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A preparation method of 5083 aluminum alloy plate Effective date of registration: 20210730 Granted publication date: 20201106 Pledgee: Bank of Harbin Co.,Ltd. Shenyang Branch Pledgor: TIANJIN ZHONGWANG ALUMINIUM INDUSTRY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000659 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |