CN109439970A - 一种高强度铝合金板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度铝合金板，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占5.8％‑8.2％、铜占2.6％‑5.4％、镁占2.8％‑6.3％、锌占7.8％‑10.7％、铬占0.1％‑0.5％、钛占0.1％‑0.4％，其他为铝和不可避免的杂质。本发明所述的一种高强度铝合金板，通过添加锌、铁、钛金属添加剂，能够增加铝合金板的强度与良好的成型性，通过光谱分析仪进行光谱分析能够保证各组成分的含量准确，水淬过程中水的温度控制在20℃以上，能够避免水温过低导致的影响铝合金板加工质量，加工方法为热轧法，经过熔炼、精炼、退火、铸造、热轧、水淬、冷轧、精整和人工时效处理一系列的加工，能够对原材料进行很好的融合加工，使各材料充分混合，制成品经精整后满足任一所需的粗糙度加工，带来更好的使用前景。

Description

一种高强度铝合金板
技术领域
本发明涉及高强度铝合金板技术领域，尤其涉及一种高强度铝合金板。
背景技术
随着科学技术的进步，铝合金板材的应用越来越广，以其强度高、焊接性能好等优点被广泛应用于航空、航天、船舶制造、机械设备、模具制造、五金制品和工艺品等行业；
现有的高强度铝合金板在加工时存在一定的弊端，首先，加工过程中各添加元素的含量无法确定，无法准确的制成强度与成型性高的铝合金板，其次，传统的水淬温度多为室温，容易因水温过低导致的影响铝合金板加工质量，最后，传统的加工无法对原材料进行很好的融合，不能使各材料充分混合发挥各自的特性，为此，我们提出一种高强度铝合金板。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的问题，而提出的一种高强度铝合金板。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高强度铝合金板，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占5.8％-8.2％、铜占2.6％-5.4％、镁占2.8％-6.3％、锌占7.8％-10.7％、铬占0.1％-0.5％、钛占0.1％-0.4％、其他为铝和不可避免的杂质。
优选的，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占6-8％、铜占3％-5％、镁占4％-6％、锌占8％-10％、铬占0.2％-0.4％、钛占0.1％-0.3，其他为铝和不可避免的杂质。
优选的，所述其他杂质包括钢和铁。
优选的，一种高强度铝合金板的制备方法，所述具体步骤如下：
(1)熔炼：将铝与硅装入熔炼炉中熔炼，熔化后搅拌均匀，加入铁、铜、镁、锌、铬金属添加剂，充分搅拌均匀，取样分析，检查除钛以外的各成分是否符合要求，并调整元素含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼、退火：将步骤(1)中合成的铝合金熔体在700-760℃下精炼，然后在550-650℃下均匀退火并保温12-36h；
(3)铸造：对步骤(2)中退火后的铝合金熔体进行取样分析，检查钛成分含量是否符合要求，在线添加钛金属添加剂，使钛成分含量符合含量要求，然后在温度为700-750℃、速度为30-50mm/min的条件下铸造出铝合金铸锭；
(4)热轧：控制步骤(3)中铸造的铝合金铸锭的内外温度均匀，对其进行单道次的热轧预变形，制得到厚板坯；
(5)水淬：将步骤(4)热轧后的厚板坯出炉，并要求出炉时料温度在400℃以上，出炉后立即用水进行喷水淬火，水淬水温度为20-30℃，在温度为70℃的水浴中静置1-3h，完成水淬；
(6)冷轧：对步骤(5)中淬火后的厚板坯进行冷轧，冷轧至0.8-10mm得到卷材；
(7)精整和人工时效处理：将步骤(6)中的卷材进行清洗、板形矫直和剪切，然后进行人工时效处理。
优选的，所述步骤(1)中的铝与硅装入熔炼炉在700～750℃条件下熔炼5～8h。
优选的，所述步骤(1)与步骤(3)中的取样均通过光谱分析仪进行光谱分析，检测金属成分含量。
优选的，所述步骤(2)中精炼时间不少于20min，所述精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气。
优选的，所述步骤(3)中钛金属添加剂为铝钛硼丝。
优选的，所述步骤(4)中将铝合金铸锭的温度控制在400-450℃。
与现有技术相比，本发明提供了一种高强度铝合金板，具备以下有益效果：
1、通过添加锌、铁、钛金属添加剂，能够增加铝合金板的强度与良好的成型性，通过光谱分析仪进行光谱分析能够保证各组成分的含量准确，进而得出其加工所需的各成分数值；
2、水淬过程中水的温度控制在20℃以上，能够避免水温过低导致的影响铝合金板加工质量；
3、本发明的铝合金板的加工方法为热轧法，经过熔炼、精炼、退火、铸造、热轧、水淬、冷轧、精整和人工时效处理一系列的加工，能够对原材料进行很好的融合加工，使各材料充分混合，发挥各自的特性，制成品经精整后满足任一所需的粗糙度加工。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
一种高强度铝合金板，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占6％、铜占3％、镁占4％、锌占8％、铬占0.2％、钛占0.1％、其他为铝和不可避免的杂质，所述杂质包括钢和铁。
一种高强度铝合金板的制备方法，所述具体步骤如下：
(1)熔炼：将铝与硅装入熔炼炉中熔炼，在700℃条件下熔炼5h，熔化后搅拌均匀，加入铁、铜、镁、锌、铬金属添加剂，充分搅拌均匀，取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查除钛以外的各成分是否符合要求，并调整元素含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼、退火：将步骤(1)中合成的铝合金熔体在700℃下精炼，精炼时间30min，精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气，然后在550℃下均匀退火并保温12h；
(3)铸造：对步骤(2)中退火后的铝合金熔体进行取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查钛成分含量是否符合要求，在线添加钛金属添加剂铝钛硼丝，使钛成分含量符合含量要求，然后在温度为700℃、速度为30mm/min的条件下铸造出铝合金铸锭；
(4)热轧：控制步骤(3)中铸造的铝合金铸锭的温度控制在400℃，内外温度均匀，对其进行单道次的热轧预变形，制得到厚板坯；
(5)水淬：将步骤(4)热轧后的厚板坯出炉，并要求出炉时料温度在450℃，出炉后立即用水进行喷水淬火，水淬水温度为20℃，在温度为70℃的水浴中静置1h，完成水淬；
(6)冷轧：对步骤(5)中淬火后的厚板坯进行冷轧，冷轧至2mm得到卷材；
(7)精整和人工时效处理：将步骤(6)中的卷材进行清洗、板形矫直和剪切，然后进行人工时效处理。
实施例2
一种高强度铝合金板，按照重量配比，由以下原料制备而成：铝占31％、硅占7％、铜占4％、镁占5％、锌占9％、铬占0.3％、钛占0.2％、其他为铝和不可避免的杂质，所述杂质包括钢和铁。
一种高强度铝合金板的制备方法，所述具体步骤如下：
(1)熔炼：将铝与硅装入熔炼炉中熔炼，在730℃条件下熔炼6h，熔化后搅拌均匀，加入铁、铜、镁、锌、铬金属添加剂，充分搅拌均匀，取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查除钛以外的各成分是否符合要求，并调整元素含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼、退火：将步骤(1)中合成的铝合金熔体在730℃下精炼，精炼时间40min，精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气，然后在620℃下均匀退火并保温24h；
(3)铸造：对步骤(2)中退火后的铝合金熔体进行取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查钛成分含量是否符合要求，在线添加钛金属添加剂铝钛硼丝，使钛成分含量符合含量要求，然后在温度为725℃、速度为40mm/min的条件下铸造出铝合金铸锭；
(4)热轧：控制步骤(3)中铸造的铝合金铸锭的温度控制在425℃，内外温度均匀，对其进行单道次的热轧预变形，制得到厚板坯；
(5)水淬：将步骤(4)热轧后的厚板坯出炉，并要求出炉时料温度在500℃以上，出炉后立即用水进行喷水淬火，水淬水温度为25℃，在温度为70℃的水浴中静置2h，完成水淬；
(6)冷轧：对步骤(5)中淬火后的厚板坯进行冷轧，冷轧至4mm得到卷材；
(7)精整和人工时效处理：将步骤(6)中的卷材进行清洗、板形矫直和剪切，然后进行人工时效处理。
实施例3
一种高强度铝合金板，按照重量配比，由以下原料制备而成：铝占32％、硅占8％、铜占5％、镁占6％、锌占10％、铬占0.4％、钛占0.3％、其他为铝和不可避免的杂质，所述杂质包括钢和铁。
一种高强度铝合金板的制备方法，所述具体步骤如下：
(1)熔炼：将铝与硅装入熔炼炉中熔炼，在750℃条件下熔炼8h，熔化后搅拌均匀，加入铁、铜、镁、锌、铬金属添加剂，充分搅拌均匀，取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查除钛以外的各成分是否符合要求，并调整元素含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼、退火：将步骤(1)中合成的铝合金熔体在760℃下精炼，精炼时间50min，精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气，然后在650℃下均匀退火并保温36h；
(3)铸造：对步骤(2)中退火后的铝合金熔体进行取样分析，取样通过光谱分析仪进行光谱分析，检查钛成分含量是否符合要求，在线添加钛金属添加剂铝钛硼丝，使钛成分含量符合含量要求，然后在温度为750℃、速度为50mm/min的条件下铸造出铝合金铸锭；
(4)热轧：控制步骤(3)中铸造的铝合金铸锭的温度控制在450℃，内外温度均匀，对其进行单道次的热轧预变形，制得到厚板坯；
(5)水淬：将步骤(4)热轧后的厚板坯出炉，并要求出炉时料温度在550℃以上，出炉后立即用水进行喷水淬火，水淬水温度为30℃，在温度为70℃的水浴中静置3h，完成水淬；
(6)冷轧：对步骤(5)中淬火后的厚板坯进行冷轧，冷轧至10mm得到卷材；
(7)精整和人工时效处理：将步骤(6)中的卷材进行清洗、板形矫直和剪切，然后进行人工时效处理。
表1为实施例1-3高强度铝合金板中各个数据的对比及对其进行强度检测，结果如下表：
由表1实验数据可知三组实施例均提高了铝合金板的强度，其中实施例3为最优的选择，通过添加锌、铁、钛金属添加剂，能够增加铝合金板的强度与良好的成型性，通过光谱分析仪进行光谱分析能够保证各组成分的含量准确，进而得出其加工所需的各成分数值，水淬过程中水的温度控制在20℃以上，能够避免水温过低导致的影响铝合金板加工质量，本发明的铝合金板的加工方法为热轧法，经过熔炼、精炼、退火、铸造、热轧、水淬、冷轧、精整和人工时效处理一系列的加工，能够对原材料进行很好的融合加工，使各材料充分混合，发挥各自的特性，制成品经精整后满足任一所需的粗糙度加工。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种高强度铝合金板，其特征在于，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占5.8％-8.2％、铜占2.6％-5.4％、镁占2.8％-6.3％、锌占7.8％-10.7％、铬占0.1％-0.5％、钛占0.1％-0.4％、其他为铝和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金板，其特征在于，按照重量配比，由以下原料制备而成：硅占6-8％、铜占3％-5％、镁占4％-6％、锌占8％-10％、铬占0.2％-0.4％、钛占0.1％-0.3％，其他为铝和不可避免的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种高强度铝合金板，其特征在于，所述不可避免的包括钢和铁。
4.根据权利要求1-3所述的任一一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述具体步骤如下：
(1)熔炼：将铝与硅装入熔炼炉中熔炼，熔化后搅拌均匀，加入铁、铜、镁、锌、铬金属添加剂，充分搅拌均匀，取样分析，检查除钛以外的各成分是否符合要求，并调整元素含量，得到成分符合要求的铝合金熔体；
(2)精炼、退火：将步骤(1)中合成的铝合金熔体在700-760℃下精炼，然后在550-650℃下均匀退火并保温12-36h；
(3)铸造：对步骤(2)中退火后的铝合金熔体进行取样分析，检查钛成分含量是否符合要求，在线添加钛金属添加剂，使钛成分含量符合含量要求，然后在温度为700-750℃、速度为30-50mm/min的条件下铸造出铝合金铸锭；
(4)热轧：控制步骤(3)中铸造的铝合金铸锭的内外温度均匀，对其进行单道次的热轧预变形，制得到厚板坯；
(5)水淬：将步骤(4)热轧后的厚板坯出炉，并要求出炉时料温度在400℃以上，出炉后立即用水进行喷水淬火，水淬水温度为20-30℃，在温度为70℃的水浴中静置1-3h，完成水淬；
(6)冷轧：对步骤(5)中淬火后的厚板坯进行冷轧，冷轧至0.8-10mm得到卷材；
(7)精整和人工时效处理：将步骤(6)中的卷材进行清洗、板形矫直和剪切，然后进行人工时效处理。
5.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的铝与硅装入熔炼炉在700～750℃条件下熔炼5～8h。
6.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)与步骤(3)中的取样均通过光谱分析仪进行光谱分析，检测金属成分含量。
7.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中精炼时间不少于20min，所述精炼是向铝合金熔体中通入氮氯混合气。
8.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中钛金属添加剂为铝钛硼丝。
9.根据权利要求4所述的一种高强度铝合金板的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中将铝合金铸锭的温度控制在400-450℃。
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