CN110952007A

CN110952007A - 一种5083-h116态铝合金的制备工艺

Info

Publication number: CN110952007A
Application number: CN201911322804.2A
Authority: CN
Inventors: 秦俊杰; 张义; 杨直达; 张国文; 任国春
Original assignee: Tianjin Zhongwang Aluminium Industry Co ltd
Current assignee: Tianjin Zhongwang Aluminium Industry Co ltd
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-04-03

Abstract

本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种5083‑H116态铝合金的制备工艺，铝合金原料为Si≤0.4％，Fe≤0.4％，Cu≤0.05％，Mn：0.4～1.0％，Mg：4.0～4.9％，Cr≤0.1％，Zn≤0.025％，Ti≤0.03％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，通过调控5083‑H116态合金成分，针对不同冷轧加工率的铝合金卷材提供合适的退火制度，制备出一种高折弯性能的5083‑H116态铝合金板材，用于船舶与汽车、罐料制造、模具制造。

Description

一种5083-H116态铝合金的制备工艺

技术领域

本发明属于铝合金制造技术领域，涉及一种5083-H116态铝合金的制备工艺，尤其涉及一种具有高折弯性5083-H116态铝合金的制备工艺。

背景技术

目前5系铝合金，具有较高的强度、良好的塑性、抗蚀性及焊接性，在制作船板、船外壳、船体下层结构中显示了其重要地位，是建立船体结构的重要材料。其中5083铝合金由于其优良的抗腐蚀性能使5083合金广泛用于海事用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器(如液体罐车、冷藏车、冷藏集装箱)、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等。

其中5083-H116态铝板是高镁合金，在不可热处理合金中强度良好，耐蚀性、可切削性良好。阳极化处理后表面美观，电弧焊性能良好。5083-H116铝板中的主要合金元素为镁，具有良好的抗蚀性与可焊接性能，以及中等强度。

5083H116中H1表示单纯加工硬化状态，未经附加热处理；加工硬化代号H后面的第二位数字(1-9)表示产品的加工硬化程度；加工硬化代号H后面第三位数字的含义。5083H116状态下铝合金板材的力学性能及耐蚀性能强，但是其折弯性能较差，只能采用拼接和焊接的组合方式连接制造，且拼接处容易发生腐蚀，不能满足一些特殊的生产要求。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决5083H116态铝合金板材的力学性能及耐蚀性能强，但是折弯性能较差，只能采用拼接和焊接的组合方式连接制造，且拼接处容易发生腐蚀的问题，提供一种5083-H116态铝合金的制备工艺。

为达到上述目的，本发明提供一种5083-H116态铝合金的制备工艺，包括如下步骤：

A、按照如下重量份数比配制5083-H116态铝合金原料：Si≤0.4％，Fe≤0.4％，Cu≤0.05％，Mn：0.4～1.0％，Mg：4.0～4.9％，Cr≤0.1％，Zn≤0.025％，Ti≤0.03％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为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，得到铝合金熔体；

B、将铝合金熔体在720～740℃条件下进行精炼，精炼时间为20～40min，将精炼后的铝合金熔体熔铸为铝合金铸锭；

C、将5083-H116态铝合金铸锭进行锯切铣面，将锯切铣面后的5083-H116态铝合金铸锭送入加热炉里在540±5℃下加热6～8h再降温至500±5℃保温2h后出炉热轧，热轧后铝合金卷材的厚度为8～10mm，终轧温度为300～350℃；

D、将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为4.0～8.0mm，冷轧加工率为30～60％，冷轧后的铝合金卷材在240℃进行退火，退火时间为6h；

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

F、将矫直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5083铝合金铸锭由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.2～0.3％，Fe≤0.2％，Cu≤0.02％，Mn：0.5～0.7％，Mg：4.6～4.8％，Cr≤0.1％，Zn≤0.025％，Ti≤0.02％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，各组分的重量百分比总和为100％。

进一步，步骤C中加热炉为推进式加热炉。

进一步，步骤D中冷轧后铝合金卷材在240℃进行退火，退火时间为6h。

进一步，步骤D中冷轧后铝合金板材的冷轧加工率为36～52％。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的5083-H116态铝合金的制备工艺，合金成分的控制对于铝合金性能有重大影响，对于5系铝合金，Mg、Mn、Cr、Fe、Si等合金元素含量对其力学性能和抗腐蚀性能都有重大影响。Mg：对于5083-H116态铝合金，当Mg含量控制在合适的范围之内时，合金强度随Mg含量的增加而增加，对于5083-H116态铝合金，Mg含量控制在质量分数4～4.9％，随Mg含量增加，合金再结晶温度提高，塑性下降。Mn：对于5083-H116态铝合金，Mn含量控制在质量分数0.4～1.0％，随着Mn含量的增加，合金强度有所提高，Mn能与Fe、Si等杂质元素形成(FeSi)Al₆三元相及Al₁₂(FeMn)₃Si四元立方相等，可以润滑针状的或片状的含Fe化合物边角并降低其脆性，然而，Mn含量较高时，合金的塑性随之下降。Cr：与Mn作用类似，可以提高合金强度，略微降低塑性。Fe、Si：有害杂质元素，含量控制在质量分数0.4％以下。5083-H116态铝合金属于热处理不可强化合金，主要通过形变强化，冷变形后组织状态不稳定，需要进行稳定化退火处理。而稳定化退火处理对合金的耐腐蚀行为有较大影响，冷变形程度的增大以及退火温度的降低及时间的减少都会加大β相沿晶沉淀，降低合金耐蚀性。该5083-H116态铝合金的制备工艺，主要通过调控5083-H116态合金成分，特别是降低Mn、Cr合金元素含量，提高合金塑性，达到提高折弯性能的目的，并针对不同冷轧加工率的铝合金卷材提供合适的退火制度，该高折弯性能的5083-H116态铝合金板材，用于船舶与汽车、罐料制造、模具制造。采用折弯成型代替现有工艺中的拼接、焊接成型，可以有效降低拼接处腐蚀及开裂危险，提高使用过程中的安全系数，并延长使用寿命。

2、本发明所公开的5083-H116态铝合金的制备工艺，采用的工艺流程简单，能源消耗低，最终获得的产品具有较高的折弯加工性能，可适用范围广。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

实施例1

一种5083-H116态铝合金的制备工艺，包括如下步骤：

A、按照如下重量份数比配制5083-H116态铝合金原料：

元素	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	杂质	Al
											含量	0.052	0.196	0.005	0.435	4.686	0.058	0.012	0.016	0.05	余量

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，得到铝合金熔体；

C、将5083-H116态铝合金铸锭进行锯切铣面，将锯切铣面后的5083-H116态铝合金铸锭送入加热炉里在540℃下加热6h再降温至500℃保温2h后出炉热轧，热轧后铝合金卷材的厚度为8mm，终轧温度为320℃；

D、将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为4.9mm，冷轧加工率为39％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h；

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

实施例2

一种5083-H116态铝合金的制备工艺，包括如下步骤：

A、按照如下重量份数比配制5083-H116态铝合金原料：

元素	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	杂质	Al
											含量	0.046	0.194	0.012	0.398	4.619	0.051	0.023	0.019	0.05	余量

C、将5083-H116态铝合金铸锭进行锯切铣面，将锯切铣面后的5083-H116态铝合金铸锭送入加热炉里在540℃下加热6h再降温至500℃保温2h后出炉热轧，热轧后铝合金卷材的厚度为10mm，终轧温度为320℃；

D、将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为6.4mm，冷轧加工率为36％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h；

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

实施例3

实施例3与实施例2的区别在于，步骤D将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为4.8mm，冷轧加工率为52％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h。

测试实施例1～3不同冷轧加工率下铝合金卷材的力学性能，并做折弯半径为0.5T的折弯实验，测量不开裂时样品的角度，测试结果见表1。

表1

对比例1

一种5083-H116态铝合金的制备工艺，包括如下步骤：

A、按照如下重量份数比配制5083-H116态铝合金原料：

元素	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	杂质	Al
											含量	0.054	0.242	0.006	0.661	4.733	0.089	0.012	0.023	0.05	余量

D、将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为5.8mm，冷轧加工率为28％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h；

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

对比例2

对比例2与对比例1的区别在于，步骤D将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为4.9mm，冷轧加工率为39％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h。

对比例3

一种5083-H116态铝合金的制备工艺，包括如下步骤：

A、按照如下重量份数比配制5083-H116态铝合金原料：

元素	Si	Fe	Cu	Mn	Mg	Cr	Zn	Ti	杂质	Al
											含量	0.055	0.222	0.007	0.708	4.768	0.101	0.016	0.027	0.05	余量

C、将5083-H116态铝合金铸锭进行锯切铣面，将锯切铣面后的5083-H116态铝合金铸锭送入加热炉里在540℃下加热6h再降温至500℃保温2h后出炉热轧，热轧后铝合金卷材的厚度为6.4mm，终轧温度为320℃；

D、将热轧后的铝合金卷材自然冷却至室温后进行冷轧，冷轧后铝合金卷材的厚度为3.9mm，冷轧加工率为39％，冷轧后的铝合金卷材分别在240℃下进行退火，退火时间为6h；

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

测试对比例1～3不同铝合金配方以及不同冷轧加工率下铝合金卷材的力学性能，并做折弯半径为0.5T的折弯实验，测量不开裂时样品的角度，测试结果见表2。

表2

综合实施例1～3与对比例冷轧加工率、部分合金配比及测试结果，见表3。

表3

由表3可以看出，实施例1～3所制备的铝合金卷材折弯合格角度较小，其主要原因是合金元素配比的变化使实施例1～3所制备的5083-H116合金具有更优秀的折弯性能。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种5083-H116态铝合金的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

E、将退火后的铝合金卷材在矫直机中进行矫直处理；

2.如权利要求1所述5083-H116态铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤A中5083铝合金铸锭由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.2～0.3％，Fe≤0.2％，Cu≤0.02％，Mn：0.5～0.7％，Mg：4.6～4.8％，Cr≤0.1％，Zn≤0.025％，Ti≤0.02％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，各组分的重量百分比总和为100％。

3.如权利要求2所述5083-H116态铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤C中加热炉为推进式加热炉。

4.如权利要求3所述5083-H116态铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤D中冷轧后铝合金卷材在240℃进行退火，退火时间为6h。

5.如权利要求4所述5083-H116态铝合金的制备工艺，其特征在于，步骤D中冷轧后铝合金板材的冷轧加工率为36～52％。