CN109554559A - 一种汽车用5754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，涉及一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：将5754铝合金铸锭加热后进行热轧，轧至一定厚度后进行冷轧，冷轧后进行退火处理，将退火后的卷材依次经过矫直和预拉伸处理后，锯切定尺，得到汽车用5754铝合金板材，本发明通过对退火矫直后的铝合金板材进行延伸率为0.8～1.2％的预拉伸处理，消除了合金表面虎皮纹，有效的提高了表面质量，且在随后的使用中性能稳定。

Description

一种汽车用5754铝合金板材的制备方法
技术领域
本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种汽车用5754铝合金板材的制备方法。
背景技术
铝合金作为一种可回收利用的能源材料，在制造汽车车身方面正在逐步取代钢材，这主要得益于其较轻的重量、较低的燃料消耗以及低的排放污染。在汽车应用的某些其他方面，铝合金甚至能够改善汽车的某些安全性和驾驶性能。此外，铝合金还有较高的耐蚀性和优异的焊接性能。现在，随着环境保护和节约能源的大力倡导，铝合金应用于交通运输方面势必会更加广泛。
5754铝合金作为一种中镁含量的铝合金，具有良好的可加工成形性。由于Mg原子的固溶硬化效果，使得其具有高应变硬化能力，这就意味着5754铝合金能在后续复杂的成形操作中能够保持稳定性，因此被广泛的应用于汽车板中。当前5754汽车用铝合金主要使用厚度在3.0mm以下，主要生产流程是将热轧后的卷材进行冷轧，随后经过退火，最后经过拉伸矫直锯切定尺而成。由于当Mg含量大于2.0％时，其加工硬化的效应显著，这就表现为铝合金板材在拉伸矫直过程中的应力应变曲线出现屈服平台，从而造成现有工艺生产的铝合金表面存在明显与拉伸方向垂直的缺陷-虎皮纹，影响铝合金板材的外观，严重会出现有手感的条纹，从而导致制备的铝合金板材变为废品。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决通过现有的5754铝合金板材制备方法制备的铝合金板材表面存在虎皮纹缺陷的问题，提供一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，通过该工艺控制手段，能够消除铝合金表面虎皮纹缺陷，提高铝合金板材表面质量。
为达到上述目的，本发明提供一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、熔铸：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si≤0.15％，Fe 0.20～0.35％，Cu≤0.10％，Mn 0.20～0.30％，Mg 3.40～3.60％，Cr 0.08～0.12％，Zn≤0.08％，Ti 0.008～0.025％，其它杂质元素单个≤0.05％，其它杂质元素合计≤0.15％，其余为Al，将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
B、热轧：将步骤A熔铸后的铝合金铸锭经锯切铣面后加热至500℃保温4小时出炉轧制，铝合金热轧下线的卷曲温度为320±5℃；
C、冷轧：将热轧后的铝合金卷材冷却至室温后进行冷轧，冷轧变形量为70～90％；
D、退火：将冷轧后的铝合金卷材进行退火处理，退火温度为320～340℃，保温时间为2～5h；
E、矫直：将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；
F、预拉伸：将矫直后的铝合金卷材进行0.8～1.2％的预拉伸处理；
G、包装：将预拉伸后的铝合金卷材按照规定尺寸要求进行锯切、定尺、包装。
进一步，步骤A中熔铸具体过程为熔炼、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铝合金铸锭，其中熔炼温度为730～750℃，精炼温度为720～740℃，铸造温度为670～690℃。
进一步，步骤B热轧后铝合金卷材的厚度为4.0mm。
进一步，步骤C冷轧后铝合金卷材的厚度为0.4～1.2mm。
进一步，步骤F中铝合金板材的预拉伸变形量为0.8～1.0％，预拉伸速度为50～100mm/min。
进一步，步骤F中铝合金板材的预拉伸方式为匀速拉伸。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明提供了一种汽车用5754铝合金板材的制备方法。本发明提供的方法包括以下步骤：5754合金铸锭依次经过热轧、冷轧、退火、矫直后，进行拉伸率为0.8-1.2％的预拉伸后，锯切定尺得到铝合金板材。本发明通过对经过退火矫直后的铝合金进行预拉伸处理，有效的消除了合金表面的虎皮纹缺陷，提高了表面质量。试验结果显示，采用本发明提供的方法制备汽车用5754铝合金板材预拉伸时，其预拉伸过程中的应力-应变曲线没有明显的屈服平台，制得的合金板材表面没有虎皮纹。
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制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的强度-伸长率曲线示意图；
图2为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的强度-伸长率曲线示意图；
图3为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的强度-伸长率曲线示意图；
图4为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时的强度-伸长率曲线示意图；
图5为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的强度-伸长率曲线示意图；
图6为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的强度-伸长率曲线示意图；
图7为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的强度-伸长率曲线示意图；
图8为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时的强度-伸长率曲线示意图；
图9为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的铝合金板材宏观形貌图；
图10为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的铝合金板材宏观形貌图；
图11为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的铝合金板材宏观形貌图；
图12为本发明实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时的铝合金板材宏观形貌图；
图13为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的铝合金板材宏观形貌图；
图14为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的铝合金板材宏观形貌图；
图15为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的铝合金板材宏观形貌图；
图16为本发明实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时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
一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、熔铸：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.052％，Fe 0.22％，Cu0.004％，Mn 0.463％，Mg 3.565％，Cr 0.063％，Zn 0.011％，Ti 0.019％，其它杂质元素单个≤0.03％，其它杂质元素合计≤0.10％，其余为Al，将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；其中熔铸的具体过程为熔炼、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铝合金铸锭，其中熔炼温度为750℃，精炼温度为740℃，铸造温度为690℃。
B、热轧：将步骤A熔铸后的铝合金铸锭经锯切铣面后加热至500℃保温4小时出炉进行热轧，铝合金热轧下线的卷曲温度为320℃，热轧后铝合金卷材的厚度为4.0mm；
C、冷轧：将热轧后的铝合金卷材冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为0.5mm，冷轧变形量为87.5％；
D、退火：将冷轧后的铝合金卷材进行退火处理，退火温度为320℃，保温时间为2h；
E、矫直：将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；
F、预拉伸：将矫直后的铝合金卷材进行预拉伸处理，拉伸率分别设定为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、0.1％、1.2％；
G、包装：将预拉伸后的铝合金卷材按照规定尺寸要求进行锯切、定尺、包装。
实施例2
一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：
A、熔铸：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.052％，Fe 0.22％，Cu0.004％，Mn 0.463％，Mg 3.565％，Cr 0.063％，Zn 0.011％，Ti 0.019％，其它杂质元素单个≤0.03％，其它杂质元素合计≤0.10％，其余为Al，将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；其中熔铸的具体过程为熔炼、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铝合金铸锭，其中熔炼温度为750℃，精炼温度为740℃，铸造温度为690℃。
B、热轧：将步骤A熔铸后的铝合金铸锭经锯切铣面后加热至500℃保温4小时出炉进行热轧，铝合金热轧下线的卷曲温度为320℃，热轧后铝合金卷材的厚度为4.0mm；
C、冷轧：将热轧后的铝合金卷材冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为0.95mm，冷轧变形量为76.3％；
D、退火：将冷轧后的铝合金卷材进行退火处理，退火温度为320℃，保温时间为2h；
E、矫直：将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；
F、预拉伸：将矫直后的铝合金卷材进行预拉伸处理，拉伸率分别设定为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、0.1％、1.2％；
G、包装：将预拉伸后的铝合金卷材按照规定尺寸要求进行锯切、定尺、包装。
实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的强度-伸长率见图1，实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的强度-伸长率见图2，实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的强度-伸长率见图3，实施例1制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时的强度-伸长率见图4，实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.2％时的强度-伸长率见图5，实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.6％时的强度-伸长率见图6，实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为0.8％时的强度-伸长率见图7，实施例2制备的铝合金板材在拉伸率为1.2％时的强度-伸长率见图8。
对实施例1和实施例2中不同拉伸率下的铝合金板材表面进行宏观观察，如图9～图16所示。图9～图12为实施例1中拉伸率为0.2％、0.6％、0.8％、1.2％的铝合金板材宏观观察图，图13～图16为实施例2中拉伸率为0.2％、0.6％、0.8％、1.2％的铝合金板材宏观观察图。从上述宏观观察图中可以看出，拉伸率小于0.8％时，合金表面出现虎皮纹，拉伸率大于0.8％时，虎皮纹也随之消失，材料的表面质量得到提高。
从图1到图16可以看出，汽车用5754铝合金在不同拉伸率下的预拉伸处理后，合金的屈服平台表现及表面情况不同。在预拉伸时，给定的拉伸率小于0.8％时，材料在拉伸过程中出现屈服平台，材料表面出现明显的虎皮纹缺陷；给定的拉伸率大于或者等于0.8％时，材料在拉伸过程中屈服平台消失，表面未出现虎皮纹缺陷，表面质量得到了提高。
从上述结果中可以看出，通过采用本发明所述的制备工艺制得的汽车用5754铝合金，表面没有虎皮纹缺陷，提高了表面质量，且生产的合金在后续的使用中性能稳定。
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 (6)

1.一种汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、熔铸：按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si≤0.15％，Fe 0.20～0.35％，Cu≤0.10％，Mn 0.20～0.30％，Mg 3.40～3.60％，Cr 0.08～0.12％，Zn≤0.08％，Ti 0.008～0.025％，其它杂质元素单个≤0.05％，其它杂质元素合计≤0.15％，其余为Al，将配制好的铝合金原料加入熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，将液态铝合金熔铸为铝合金铸锭；
B、热轧：将步骤A熔铸后的铝合金铸锭经锯切铣面后加热至500℃保温4小时出炉轧制，铝合金热轧下线的卷曲温度为320±5℃；
C、冷轧：将热轧后的铝合金卷材冷却至室温后进行冷轧，冷轧变形量为70～90％；
D、退火：将冷轧后的铝合金卷材进行退火处理，退火温度为320～340℃，保温时间为2～5h；
E、矫直：将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；
F、预拉伸：将矫直后的铝合金卷材进行0.8～1.2％的预拉伸处理；
G、包装：将预拉伸后的铝合金卷材按照规定尺寸要求进行锯切、定尺、包装。
2.如权利要求1所述的汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤A中熔铸具体过程为熔炼、搅拌、扒渣、取样化验、静置保温、精炼、二次搅拌、二次扒渣、在线细化、除气、过滤、铸造，铝合金配料混合物经铸造后形成铝合金铸锭，其中熔炼温度为730～750℃，精炼温度为720～740℃，铸造温度为670～690℃。
3.如权利要求2所述的汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤B热轧后铝合金卷材的厚度为4.0mm。
4.如权利要求3所述的汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤C冷轧后铝合金卷材的厚度为0.4～1.2mm。
5.如权利要求4所述的汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤F中铝合金板材的预拉伸变形量为0.8～1.0％，预拉伸速度为50～100mm/min。
6.如权利要求5所述的汽车用5754铝合金板材的制备方法，其特征在于，步骤F中铝合金板材的预拉伸方式为匀速拉伸。
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