CN109487131A - 5052合金门板用铝合金基材生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种5052合金门板用铝合金基材生产方法，涉及铝合金生产技术领域，该方法包括以下步骤：用以下质量百分比的原料制成铝合金成品：Si＜0.10％，Fe＜0.35％，Cu＜0.10％，Mn＜0.10％，Mg为2.30～2.60％，Cr为0.15～0.35％，La+Ce为0.01～0.05%，Zn＜0.10％，杂质总含量在0.15％以下，余量为Al；进行退火处理，在无惰性气体保护下，在箱式炉中控制温度在300℃～320℃，保温2～4h，再以每小时20℃～40℃的速度随炉冷却；进行拉伸弯曲矫直处理。本发明解决了现有门用铝合金基材容易在冲压后板面出现起皱的问题。

Description

5052合金门板用铝合金基材生产方法
技术领域
本发明涉及铝合金生产技术领域，尤其是一种铝合金门板用基材的生产方法。
背景技术
随着科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金结构件的需求日益增多，例如铝合金门窗的加工。铝合金门是将表面处理过的铝合金型材，经加工制作成的门框构件，再用连接件、密封材料和五金配件一起组合装配而成。我国建筑行业近年来发展迅猛，建筑用门板材料市场需求量逐步增大。铝合金具有轻质、中强、易成型、耐腐蚀等特征，同时与传统木质门板相比，铝合金门板具有耐火、防虫等优势，因此，铝合金正逐步替代传统木材，成为门板加工的重要材料。现有的门用铝材主要为3003合金，状态多为O态，即经过完全退火获得的全软状态，该产品强度较低，容易出现冲压后板面出现起皱现象，严重影响门板美观。
发明内容
本发明的目的是提供一种5052合金门板用铝合金基材生产方法，这种方法可以解决现有门用铝合金基材容易在冲压后板面出现起皱的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种5052合金门板用铝合金基材生产方法包括以下步骤：
（1）用以下质量百分比的原料制成铝合金成品：Si ＜ 0.10％，Fe ＜0.35％，Cu＜0.10％，Mn＜0.10％，Mg为2.30～2.60％，Cr为0.15～0.35％，La+Ce为0.01～0.05%，Zn＜0.10％，余量为Al；
（2）对铝合金成品进行退火处理，在无惰性气体保护下，在箱式炉中将铝合金成品温度控制在300℃～320℃，并加热保温2～4h，再以每小时20℃～40℃的速度随炉冷却；
（3）将退火后的铝合金成品进行拉伸弯曲矫直处理，以获得5052合金门板用铝合金基材。
上述5052合金门板用铝合金基材生产方法的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：步骤（1）中的铝合金成品的制备步骤为：将铝合金原料在730℃～760℃的高温下进行熔炼，对熔体进行28~30min电磁搅拌精炼，再进行14~15min人工搅拌精炼；把熔体铸造成长方体的铸锭，铸造温度为735℃～745℃，铸造时采用双级过滤同时使用挡渣环过滤熔体表面浮渣；将铸锭进行均匀化处理，在540℃～560℃的温度下保温8～12 h；对均匀化处理后的铸锭进行热连轧得到铝合金卷材，热连轧终轧温度为300℃～330℃，热轧采用大压下量轧制，平均道次压下量≥20mm；冷轧铝合金卷材，得到所述铝合金成品。
进一步的，双级过滤采用40目的陶瓷过滤板。
进一步的，在步骤（3）中，矫直时延伸率控制在0.8~1.0%范围内，5052合金门板用铝合金基材平直度在 2mm 以内。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、配料时在现有的5052铝合金制造成分的基础上，重新调整各化学成分占铝合金原料的质量分数，镧和铈混合稀土在铝合金中是有效的晶粒细化剂、再结晶抑制剂和改善焊接性能的添加剂；进行退火时，采用箱式炉退火工艺，并调整退火制度，以获得色泽均匀的铝合金表面，保证了铝合金基材的强度及延伸率；对铝合金成品进行矫直时使用独特的拉伸弯曲矫直工艺，保证铝合金基材的平整度，稳定其屈强比；本发明方法可以生产出强度高，高R值、高n值、冲压后板面不容易起皱的铝合金基材。
2、在730℃～760℃的高温下熔炼，可得到分布均匀的熔体；优化搅拌精炼工艺，在熔体保温时进行30分钟电磁搅拌精炼加15分钟人工搅拌精炼，净化熔体质量并使化学成分均匀；优化铸造过滤工艺可改善熔体质量；均匀化处理的限定，能铸锭内部组织；热轧采用大压下量轧制破碎铸造状态的粗大晶粒。
3、采用40目的陶瓷过滤板，可以有效过滤掉熔体中的杂质，在铸造口周围采用挡渣环过滤熔体表面浮渣，可以有效过滤熔体中的杂质，改善熔体质量。
4、矫直时延伸率控制在0.8~1.0%范围内，平直度在 2mm 以内，可以消除其表面吕德斯带缺陷，保证了5052合金门板用铝合金基材的平整度，稳定其屈强比，冲制不易起皱，延伸率高，羹好地满足合金门板材料的需求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1
本实施例的5052合金门板用铝合金基材生产方法的步骤包括 ：
步骤1：制造铝合金成品。
101、配料。
在 5052铝合金的基础上， 重新调整化学成分配比。 按金属质量百分比Si ＜0.10％，Fe ＜0.35％，Cu＜0.10％，Mn ＜0.10％，Mg 为2.30～2.60％，Cr 为0.15～0.35％，La+Ce为0.01～0.05%，Zn＜0.10％，余量为Al。
本实施例的铝合金原料的各成分比例见下表。
需要指出的是，表 1 中还标明所述铝合金原料中含有少量的其他杂质，该其他杂质总含量在 0.15％以下，是实际生产中不可去除的杂质，对铝合金基材的综合性能不会造成本质的影响。
102、熔炼。
为了使铝合金原料熔化，将铝合金原料在 760℃的高温下进行熔炼，使铝合金原料完全熔化，得到分布均匀的熔体。
熔炼保温时，进行30min电磁搅拌精炼加15min人工搅拌精炼，净化熔体质量并使化学成分均匀，精炼采用5%氯气加95%氮气，通过气体与铝合金熔体里的杂质发生化学反应以达到杂质与铝合金熔体的分离，净化铝合金熔体。
103、铸造。 将熔体铸造成长方体的铸锭，其中，铸造温度为 745℃。
铸造时采用双级过滤同时使用挡渣环过滤熔体表面浮渣。采用40目的陶瓷过滤板，可以有效过滤掉熔体中的杂质，在铸造口周围采用挡渣环过滤熔体表面浮渣，可以有效过滤熔体中的杂质，改善熔体质量。
104、均匀化处理。
为了优化铸锭的内部组织，将铸锭进行均匀化处理。其中，均匀化处理将铸锭在560℃的温度下保温 8 小时。
105、热连轧。
将进行均匀化处理后的铸锭进行热连轧。 经过热连轧之后得到铝合金卷材。热连轧终轧温度为330℃。
热轧采用大压下量轧制，平均道次压下量为25mm。
106、冷轧。
在热连轧的基础上，将铝合金卷材进行冷轧，得到铝合金成品。
107、清洗。
在热连轧和冷轧的过程中，会使铝合金成品表面留下多余的化学洗剂或者油渍等污渍。为了得到性能更好的铝合金基材，在退火前，先去除铝合金成品表面的污渍，在铝合金成品表面进行清洗。此处规范了清洗参数，清洗的水温为79℃、清洗的水压为55mpa，控制清洗速度为100m/min。本实施例的清洗参数为：
步骤2：退火。
铝合金成品在清洗过后，需要进行退火处理。 为了降低生产成本并且使铝合金成品表面色泽均匀，退火方式采用无惰性气体保护的方式。 将铝合金成品置于箱式炉中，温度控制在 320℃，将铝合金成品加热并保温 2小时，再以每小时20℃的速度随炉冷却出炉。通过此退火制度，铝合金成品可以获得稳定的产品力学性能及色泽均匀的表面。
步骤3：拉伸弯曲矫直。
将出炉后的铝合金成品进行拉伸弯曲矫直处理，获得5052合金门板用铝合金基材。其中，通过拉伸和弯曲相结合的矫直方式，矫直时延伸率设定为0.8%，5052合金门板用铝合金基材的平直度为 2mm，可以消除其表面吕德斯带缺陷，保证了5052合金门板用铝合金基材的平整度，稳定其屈强比，且冲压不易起皱，延伸率高，很好地满足5052合金门板的铝合金基材要求。
实施例2
本实施例的铝合金原料的各成分比例见下表。
在本实施例中，La 为0.005%，Ce 为0.005%，La+Ce为0.01%；熔炼温度为730℃；熔炼保温时，进行28min电磁搅拌精炼加14min人工搅拌精炼；铸造温度为 740℃；均匀化处理的温度为540℃，保温时间为保温10小时；热连轧终轧温度为300℃，平均道次压下量为20mm；退火前的清洗参数：清洗的水温为85℃，清洗的水压为52mpa，控制清洗速度为95m/min；在退火步骤中，退火温度为300℃，保温时间为4小时，再以每小时30℃的速度随炉冷却出炉；矫直时延伸率设定为0.9%，5052合金门板用铝合金基材的平直度为1.5mm。其余特征与实施例1相同。
实施例3
本实施例的铝合金原料的各成分比例见下表。
在本实施例中，La 为0.012%，Ce 为0.015%，La+Ce为0.027%；熔炼温度为735℃；熔炼保温时，进行28min电磁搅拌精炼加15min人工搅拌精炼；铸造温度为 735℃；均匀化处理的温度为542℃，保温时间为保温12小时；热连轧终轧温度为326℃，平均道次压下量22mm；退火前的清洗参数：清洗的水温为80℃，清洗的水压为50mpa，控制清洗速度为85m/min；在退火步骤中，退火温度为310℃，保温时间为4小时，再以每小时40℃的速度随炉冷却出炉；矫直时延伸率设定为1.0%，5052合金门板用铝合金基材的平直度为 2mm。其余特征与实施例1相同。
对比例
本对比例的铝合金采用3003铝合金，按常规方法制造，其原料的各成分比例，见下表。
通过电子万能试验机检测上述实施例和对比例的力学性能，检测结果如下：
根据上表可知，本实施例方法生产的5052合金门板的铝合金基材抗拉强度和屈服强度比对比例中5052合金门板用铝合金基材高13~15mpa，屈强比、r值和n值也均高于对比例，屈强比、r值和n值越高，材料的抗冲压起皱性能越好。n值学名加工硬化指数或应变硬化指数,n值代表材料在塑性变形中的硬化能力, 反映了变形均匀度、成形极限和裂纹是否产生等。n值越大，整个成形过程中的变形越均匀。r值塑性应变比，也称厚向异性系数。r值是评价金属薄板深冲性能的重要参数，反映金属薄板在某平面内承受拉力或压力时，抵抗变薄或变厚的能力。r值高，意味着在变形过程中，金属在长宽尺度（平面）上的流动优先于厚度上的流动。这样在大变形量的地方不会减薄很厉害，也就不容易减薄开裂。

Claims (4)

1.一种5052合金门板用铝合金基材生产方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）用以下质量百分比的原料制成铝合金成品：Si ＜ 0.10％，Fe ＜0.35％，Cu＜0.10％，Mn＜0.10％，Mg为2.30～2.60％，Cr为0.15～0.35％，La+Ce为0.01～0.05%，Zn＜0.10％，余量为Al；
（2）对铝合金成品进行退火处理，在无惰性气体保护下，在箱式炉中将铝合金成品温度控制在300℃～320℃，并加热保温2～4h，再以每小时20℃～40℃的速度随炉冷却；
（3）将退火后的铝合金成品进行拉伸弯曲矫直处理，以获得5052合金门板用铝合金基材。
2.根据权利要求1所述的5052合金门板用铝合金基材生产方法，其特征在于：步骤（1）中的铝合金成品的制备步骤为：将铝合金原料在730℃～760℃的高温下进行熔炼，对熔体进行28~30min电磁搅拌精炼，再进行14~15min人工搅拌精炼；把熔体铸造成长方体的铸锭，铸造温度为735℃～745℃，铸造时采用双级过滤同时使用挡渣环过滤熔体表面浮渣；将铸锭进行均匀化处理，在540℃～560℃的温度下保温8～12 h；对均匀化处理后的铸锭进行热连轧得到铝合金卷材，热连轧终轧温度为300℃～330℃，热轧采用大压下量轧制，平均道次压下量≥20mm；冷轧铝合金卷材，得到所述铝合金成品。
3.根据权利要求2所述的5052合金门板用铝合金基材生产方法，其特征在于：双级过滤采用40目的陶瓷过滤板。
4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的5052合金门板用铝合金基材生产方法，其特征在于：在步骤（3）中，矫直时延伸率控制在0.8~1.0%范围内，5052合金门板用铝合金基材平直度在 2mm 以内。
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