CN109468505B - 一种6061-h2x状态铝合金花纹板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种6061‑H2X状态铝合金花纹板及其制备方法，该花纹板由以下重量百分比的原料组成：Si 0.55～0.65%，Fe 0.2～0.3%，Cu 0.2～0.28%，Mn≤0.15%，Mg1.0～1.15%，Cr 0.18～0.23%，Zn≤0.1%，Ti 0.02～0.03%，余量为Al。按照以下步骤制备：配料、熔炼铸造；铸锭均热，机加工铣面；热轧；冷轧开坯；冷轧压花；连续退火；拉矫或横切。该6061‑H2X状态铝合金花纹板具有一定的硬度，耐蚀性及冷加工性良好，90°折弯后无裸视裂纹，无橘皮纹路，表面细腻，可阳极氧化着色，也可涂漆，适合作建筑装饰材料。
Description
技术领域
本发明涉及金属制造领域，具体涉及一种6061-H2X状态铝合金花纹板及其制造方法。
背景技术
普通花纹板多以1系、3系、5系中的1060、3003、5052铝合金为板基加工而成。相比较而言，1系、3系铝合金花纹板硬度较低，耐磨性稍差，多用于平常的环境及应用要求不严格的防锈方面。5系铝合金花纹板虽耐蚀性较好但阳极氧化效果较6系铝合金稍差。
常规6061铝合金板/带材多以O态或T状态以及H1X状态进行呈现，H2X状态特别是H22和H24态表示用部分退火方式所获得的产品状态，由于是部分退火，其缺点是力学性能波动范围大，传统的箱式退火产品容易产生油斑且性能难以控制。
发明内容
本发明提供一种6061-H2X状态铝合金花纹板板及其制备方法，该6061-H2X状态铝合金花纹板具有一定的硬度，耐蚀性及冷加工性良好，90°折弯后无裸视裂纹，无橘皮纹路，表面细腻，可阳极氧化着色，也可涂漆，适合作建筑装饰材料。
本发明采用以下技术方案：
一种6061-H2X状态铝合金花纹板，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.55～0.65%，Fe 0.2～0.3%，Cu 0.2～0.28%，Mn ≤0.15%，Mg1.0～1.15%，Cr 0.18～0.23%，Zn≤0.1%，Ti 0.02～0.03%，余量为Al。
进一步地，所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.55%，Fe 0.2%，Cu 0.2%，Mn ≤0.15%，Mg1.0%，Cr 0.18%，Zn≤0.1%，Ti 0.02%，余量为Al。
进一步地，所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.65%，Fe 0.3%，Cu 0.28%，Mn≤0.15%，Mg1.15%，Cr 0.23%，Zn≤0.1%，Ti 0.03%，余量为Al。
进一步地，所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.60%，Fe 0.25%，Cu 0.24%，Mn 0.15%，Mg1.12%，Cr 0.20%，Zn 0.1%，Ti 0.025%，余量为Al。
上述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按照上述原料组成进行配料并进行熔炼铸造；
步骤2：铸锭均热，机加工铣面；
步骤3：进行热轧至6.0～10.0mm厚的热轧坯料；
步骤4：冷轧开坯：将热轧坯料进行冷轧开坯，对坯料进行总压下量不小于40%的冷轧变形，轧制厚度为2.1mm～5.1mm，冷轧轧制油控制折光率大于90% ，40℃运动粘度值2.2～2.4mm²/s ；
步骤5：冷轧压花：用花纹辊进行加工率20%～50%的冷轧压花轧制，冷轧压花速度70～180m/min；
步骤6：连续退火：将已压花的花纹板带材进行清洗，然后通过连续式退火炉进行快速退火，连续式退火炉温度设置在280℃～360℃之间、带材运行速度设置在2～8 m/min，出炉后水冷，烘干，矫直，缠卷；
步骤7：拉矫或横切：将已连续退火的铝合金花纹板拉矫板形或进行横切制成相应的卷材或板材。
进一步地，步骤1中所述熔炼铸造的具体操作为：
将原料混合后在700℃～750℃条件下进行5～8小时的静置精炼，除气，添加晶粒细化剂，过滤，流槽测氢含量≤0.1mL/100gAL；然后在690℃～730℃条件下用半连续铸造法进行铸造，铸造速度50～65mm/min。
进一步地，步骤2中所述铸锭均热的温度为550℃～570℃，铸锭均热的保温时间为8～12小时。
进一步地，步骤3中所述热轧的具体操作为：
将铸锭加热到450℃～510℃ ，保温3小时以上，在1+1式热轧机组进行热轧成6.0～10.0mm厚的热轧坯料，终轧温度为260℃～340℃。
进一步地，步骤4中所述冷轧开坯的轧制油温度为35℃～45℃。
进一步地，所述6061-H2X中X为2时，步骤6连续退火时连续式退火炉温度设置在300℃～360℃之间；6061-H2X中X为4时，步骤6连续退火时连续式退火炉温度设置在280℃～340℃之间。
本发明是为了生产1.0～3.5mm厚的6061-H22和H24状态的花纹板，其连续退火方式及参数设置是整个产品的关键工序，对产品表面及性能起决定性作用。
本发明制备的6061-H22或H24状态铝合金花纹板的折弯性能：90°折弯后无裸视裂纹，无橘皮纹路，表面细腻。6061-H22状态铝合金花纹板拉伸强度为125～145MPa，屈服强度≥80MPa，延伸率≥9%，6061-H24状态铝合金花纹板拉伸强度为135～155MPa，屈服强度≥90MPa，延伸率≥6%。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的技术效果在于利用连续式退火炉的均匀性（炉温区间±3℃）和快速加热特性对6061铝合金花纹板进行H22或H24退火，实现了材料高表面，高折弯性能及较高的氧化效果，为装饰性花纹板开发了一款新的产品。连续式退火炉与普通箱式炉退火相比，连续退火炉的加热速度极快，加热时间较短。铝带在连续式退火炉内的总加热时间仅2～5分钟，再结晶退火后的铝带晶粒细小。尤其是对做装饰用的6061-H22和H24状态花纹板来说，一方面该料在折弯后表面细腻美观；另一方面由于其组织均匀，晶粒细小，在氧化后色泽均匀一致、美观大方。
2、带材运行速度是决定带材在连续式退火炉内总时间的主要因素，当速度在2～8m/min之间时，可在短短的2～5分钟之间，实现6061铝合金花纹板快速退火，达到H22和H24状态的性能要求，对产品性能实现定性。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例中使用的1850mm连续式退火/淬火线由中色科技股份有限公司生产，从开卷侧开始依次为开卷机→五辊粗矫→液压剪→缝合机→清洗装置→烘干装置→连续式退火炉→淬冷装置→烘干→矫直机→切边机→加纸装置→卷取机。其中连续式退火炉长度为32m，开卷机的电机功率为75KW，矫直机为17辊，直径100mm，卷取机的电机功率为75KW，续式退火炉采用天然气加热，加热速度极快，炉温稳定，温度均匀，最大温差小于3℃，炉内加热由高温高压循环热风进行加热，炉内设有多处测温点，能精准的实现对铝合金带材的加热。实施例中所用晶体细化剂为AlTi5B1即铝钛硼丝。
实施例1
一种6061-H22状态铝合金花纹板的制备，包括以下步骤：
步骤1：配料：
按如下重量百分比的原料进行配料：Si 0.55%，Fe 0.2%，Cu 0.2%，Mn ≤0.15%，Mg1.0%，Cr 0.18%，Zn≤0.1%，Ti 0.02%，余量为Al。
熔炼和铸造：
将混合金属在700℃～750℃进行5～8小时的熔炼，按常规进行静置精炼，除气，添加晶粒细化剂，过滤，流槽测氢含量≤0.1mL/100gAL；然后在690℃～730℃之间用半连续铸造法进行铸造，铸造速度50～65mm/min ，铸锭尺寸按产品实际宽度而定。
步骤2：均匀化热处理：
将铸锭在550℃～570℃进行保温时间为8～12小时的均匀化热处理，待出炉空冷却后进行机加工，切头、切尾铣面。
步骤3：热轧：
将铸锭加热到450℃～510℃ ，保温≥3小时以上，在1+1式热轧机组进行热轧成6.0～10.0mm厚的热轧坯料，终轧温度260℃～340℃之间。
步骤4：冷轧开坯：
将热轧坯料进行冷轧开坯，对坯料进行总压下量不小于40%的冷轧变形。轧制厚度为2.1mm～5.1mm。冷轧轧制油控制折光率大于90%，40℃运动粘度值2.2～2.4mm²/s，轧制油控制在35℃～45℃之间。
步骤5：冷轧压花：
用花纹辊进行加工率20%～50%的压花轧制。冷轧压花速度70～180米/分钟。
步骤6：连续退火；
将已压花的在制品花纹板带材在1850mm连续式退火/淬火线上进行退火。首先将已压花后的花纹板带材在连续式退火/淬火线的开卷机上进行开卷，然后将此卷带头与上一卷带尾进行缝合，经清洗后铝合金带材以预设的速度2～8m/min通过连续式退火炉，炉温设置在300℃～360℃之间。退火后的带材自连续式退火炉出来后经适当的水冷，烘干，再进入17辊矫直机进行矫直，这样使铝合金花纹板带材获得较好的平直度。最后，缠卷而成。
步骤7：拉矫板形/横切：
将矫直后的6061-H22状态铝合金花纹板根据需要再进行板形拉矫或横切分切成卷材成品或板材成品。
实施例2
一种6061- H24状态铝合金花纹板的制备，包括以下步骤：
步骤1：配料：
按如下重量百分比的原料进行配料：Si 0.65%，Fe 0.3%，Cu 0.28%，Mn≤0.15%，Mg1.15%，Cr 0.23%，Zn≤0.1%，Ti 0.03%，余量为Al。
熔炼和铸造：
将混合金属在700℃～750℃进行5～8小时的熔炼，按常规进行静置精炼，除气，添加晶粒细化剂，过滤，流槽测氢含量≤0.1mL/100gAL；然后在690℃～730℃之间用半连续铸造法进行铸造，铸造速度50～65mm/min ，铸锭尺寸按产品实际宽度而定。
步骤2：均匀化热处理：
将铸锭在550℃～570℃进行保温时间为8～12小时的均匀化热处理，待出炉空冷却后进行机加工，切头、切尾铣面。
步骤3：热轧：
将铸锭加热到450℃～510℃ ，保温≥3小时以上，在1+1式热轧机组进行热轧成6.0～10.0mm厚的热轧坯料，终轧温度260℃～340℃之间。
步骤4：冷轧开坯：
将热轧坯料进行冷轧开坯，对坯料进行总压下量不小于40%的冷轧变形。轧制厚度为2.1mm～5.1mm。冷轧轧制油控制折光率大于90%，40℃运动粘度值2.2～2.4mm²/s，轧制油控制在35℃～45℃之间。
步骤5：冷轧压花：
用花纹辊进行加工率20%～50%的压花轧制。冷轧压花速度70～180米/分钟。
步骤6：连续退火；
将已压花的在制品花纹板带材在1850mm连续式退火/淬火线上进行退火。首先将已压花后的花纹板带材在连续式退火/淬火线的开卷机上进行开卷，然后将此卷带头与上一卷带尾进行缝合，经清洗后铝合金带材以预设的速度2～8m/min通过连续式退火炉，炉温设置在280℃～340℃之间。退火后的带材自连续退火炉出来后经适当的水冷，烘干，再进入17辊矫直机进行矫直，这样使铝合金花纹板带材获得较好的平直度。最后，缠卷而成。
步骤7：拉矫板形/横切：
将矫直后的6061- H24状态铝合金花纹板根据需要再进行板形拉矫或横切分切成卷材成品或板材成品。
实施例3
一种6061-H22状态铝合金花纹板的制备，包括以下步骤：
步骤1：配料：
按如下重量百分比的原料进行配料：Si 0.60%，Fe 0.25%，Cu 0.24%，Mn 0.15%，Mg1.12%，Cr 0.20%，Zn 0.1%，Ti 0.025%，余量为Al。
熔炼和铸造：
将混合金属在700℃～750℃进行5～8小时的熔炼，按常规进行静置精炼，除气，添加晶粒细化剂，过滤，流槽测氢含量≤0.1mL/100gAL；然后在690℃～730℃之间用半连续铸造法进行铸造，铸造速度50～65mm/min ，铸锭尺寸按产品实际宽度而定。
步骤2：均匀化热处理：
将铸锭在550℃～570℃进行保温时间为8～12小时的均匀化热处理，待出炉空冷却后进行机加工，切头、切尾铣面。
步骤3：热轧：
将铸锭加热到450℃～510℃ ，保温≥3小时以上，在1+1式热轧机组进行热轧成6.0～10.0mm厚的热轧坯料，终轧温度260℃～340℃之间。
步骤4：冷轧开坯：
将热轧坯料进行冷轧开坯，对坯料进行总压下量不小于40%的冷轧变形。轧制厚度为2.1mm～5.1mm。冷轧轧制油控制折光率大于90%，40℃运动粘度值2.2～2.4mm²/s，轧制油控制在35℃～45℃之间。
步骤5：冷轧压花：
用花纹辊进行加工率20%～50%的压花轧制。冷轧压花速度70～180米/分钟。
步骤6：连续退火；
将已压花的在制品花纹板带材在1850mm连续式退火/淬火线上进行退火。首先将已压花后的花纹板带材在连续式退火/淬火线的开卷机上进行开卷，然后将此卷带头与上一卷带尾进行缝合，经清洗后铝合金带材以预设的速度2～8m/min通过连续式退火炉，炉温设置在300℃～360℃之间。退火后的带材自连续退火炉出来后经适当的水冷，烘干，再进入17辊矫直机进行矫直，这样使铝合金花纹板带材获得较好的平直度。最后，缠卷而成。
步骤7：拉矫板形/横切：
将矫直后的6061-H22状态铝合金花纹板根据需要再进行板形拉矫或横切分切成卷材成品或板材成品。
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做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：Si0.55～0.65％，Fe 0.2～0.3％，Cu 0.2～0.28％，Mn≤0.15％，Mg1.0～1.15％，Cr 0.18～0.23％，Zn≤0.1％，Ti 0.02～0.03％，余量为Al；
所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按所述原料组成进行配料并进行熔炼铸造；
步骤2：铸锭均热，机加工铣面；
步骤3：进行热轧至6.0～10.0mm厚的热轧坯料；
步骤4：冷轧开坯：将热轧坯料进行冷轧开坯，对坯料进行总压下量不小于40％的冷轧变形，轧制厚度为2.1mm～5.1mm，冷轧轧制油控制折光率大于90％，40℃运动粘度值2.2～2.4mm2/s；
步骤5：冷轧压花：用花纹辊进行加工率20％～50％的冷轧压花轧制，冷轧压花速度70～180m/min；
步骤6：连续退火：将已压花的花纹板带材进行清洗，然后通过连续式退火炉进行快速退火，连续式退火炉温度设置在280℃～360℃之间、带材运行速度设置在2～8m/min，出炉后水冷，烘干，矫直，缠卷；
步骤7：拉矫或横切：将已连续退火的铝合金花纹板拉矫板形或进行横切制成相应的卷材或板材。
2.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.55％，Fe 0.2％，Cu 0.2％，Mn≤0.15％，Mg1.0％，Cr 0.18％，Zn≤0.1％，Ti 0.02％，余量为Al。
3.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.65％，Fe 0.3％，Cu 0.28％，Mn≤0.15％，Mg1.15％，Cr 0.23％，Zn≤0.1％，Ti 0.03％，余量为Al。
4.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，由以下重量百分比的原料组成：Si 0.60％，Fe 0.25％，Cu 0.24％，Mn 0.15％，Mg1.12％，Cr 0.20％，Zn0.1％，Ti 0.025％，余量为Al。
5.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，步骤1中所述熔炼铸造的具体操作为：
将原料混合后在700℃～750℃条件下进行5～8小时的静置精炼，除气，添加晶粒细化剂，过滤，流槽测氢含量≤0.1mL/100gAL；然后在690℃～730℃条件下用半连续铸造法进行铸造，铸造速度50～65mm/min。
6.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，步骤2中所述铸锭均热的温度为550℃～570℃，铸锭均热的保温时间为8～12小时。
7.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，步骤3中所述热轧的具体操作为：
将铸锭加热到450℃～510℃，保温3小时以上，在1+1式热轧机组进行热轧成6.0～10.0mm厚的热轧坯料，终轧温度为260℃～340℃。
8.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，步骤4中所述冷轧开坯的轧制油温度为35℃～45℃。
9.根据权利要求1所述的一种6061-H2X状态铝合金花纹板，其特征在于，所述6061-H2X中X为2时，步骤6连续退火时连续式退火炉温度设置在300℃～360℃之间；6061-H2X中X为4时，步骤6连续退火时连续式退火炉温度设置在280℃～340℃之间。
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