CN111485148A - 一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材及其制备方法 - Google Patents

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朱源源
韩冰
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王冬旭
王军伟
付越垒
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Abstract

本发明公开了一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，要求横向和纵向的抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230～270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15～17，半径0.5mm的折弯无裂纹，按照成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法铸造扁锭，在铸锭加热炉中进行均匀化，经过1+4热连轧机进行轧制，又经过单机架冷轧机轧至3.14mm，然后进行卷材退火至完全退火状态，再经过单机架冷轧机，退火至要求的力学性能，最后经过横切机矫直和切板，发客户制作客车行李舱舱门板。可满足客户高强度、高延伸的力学性能要求，满足了下游铝加工产品的需求，为开发高端产品、增加产品附加值、提升企业经济效益奠定了坚实的基础。

Description

一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材及其制备 方法
技术领域
本发明涉及合金板材领域，具体涉及一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材及其制备方法。
背景技术
客车用铝合金舱门板原合金板材经过一段时间的开合使用会出现变形、边部不严的情况，对客车质量产生比较大的影响，并大大降低产品使用寿命，导致下游的投诉和索赔。客车厂家对供货板材提出了严苛的要求，既要满足抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230～270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15～17，又要满足半径0.5mm的折弯无裂纹，这种既要力学性能又要折弯要求的合金，通过原有成分和生产流程是无论如何都无法达到的，申请人通过多次试验，屡败屡战，从失败中总结经验，不断优化成分和工艺流程，最终实验成功。
发明内容
为解决现有技术的问题，本发明提供了一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材及其制备方法，可达到力学性能的苛刻要求，满足下游客户客车行李舱舱门板的使用需求。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材，该新型合金板材的合金的化学组成包括：Si：≤ 0.13wt％，Fe：0.2～0.3wt％，Cu：0.05～0.07wt％，Mn：0.37～0.45wt％，Mg： 4.45～4.70wt％，Cr：≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Zr：0.029～0.031wt％， Ti：0.012～0.032wt％，单个杂质合金元素的含量≤0.03wt％，所有杂质合金元素含量的总和≤0.1wt％，其余含量为Al。
所述的满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照上述表格中成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法生产扁锭；
(2)在铸锭加热炉中进行均匀化，炉气445℃/金属400℃/2h+炉气540℃ /金属530℃/3h，出炉轧制；
(3)经过1+4热连轧机进行轧制，热轧厚度7mm，终轧温度325±5℃；
(4)经过单机架冷轧机轧至3.14mm；
(5)经过卷材退火炉，炉气温度350℃/金属330℃/3h，退至完全再结晶状态；
(6)经过单机架冷轧机轧至2mm；
(7)经过卷材退火炉，炉气温度230℃/金属200℃/3h；
(8)经过横切机矫直和切板，取样经力学性能检测满足以下性能要求，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230～270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15～17，半径0.5mm的折弯无裂纹。
与现有技术相比，发明的有益效果是：1、本发明能满足客户高强度、高延伸的力学性能要求，满足了下游铝加工产品的需求，为开发高端产品、增加产品附加值、提升企业经济效益奠定了坚实的基础；
2、本发明不需要增加任何设备，只需要添加特殊合金元素即可完成；
3、本发明所添加的稀土元素锆(Zr)对铝液无任何不良影响，对最终板材能起到细化晶粒，提高力学性能的作用，其中延伸率的提高尤为明显；
4、本发明产品主要应用在客车行李舱舱门板，客户原使用5052合金板材制作舱门板，使用过程中易变形，导致密封不严，此发明产品能完全替代5052 板材，还可用于汽车内饰件，市场应用前景广阔，需求量大。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1：一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材，该新型合金板材的合金的化学组成包括：Si：≤0.13wt％，Fe：0.2wt％，Cu：0.05wt％，Mn： 0.37wt％，Mg：4.45wt％，Cr：≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Zr：0.029wt％， Ti：0.012wt％，单个杂质合金元素的含量≤0.03wt％，所有杂质合金元素含量的总和≤0.1wt％，其余含量为Al。
上述能满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，其具体步骤如下：
(1)按照上述表格中成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法生产扁锭；
(2)在铸锭加热炉中进行均匀化，炉气445℃/金属400℃/2h+炉气540/ 金属530℃/3h，出炉轧制；
(3)经过1+4热连轧机进行轧制(粗轧+4连轧)，热轧厚度7mm，终轧温度325±5℃；
(4)经过单机架冷轧机轧至3.14mm；
(5)经过卷材退火炉，炉气温度350℃/金属330℃/3h，退至O态(完全再结晶状态)；
(6)经过单机架冷轧机轧至2mm；
(7)经过卷材退火炉，炉气温度230℃/金属200℃/3h；
(8)经过横切机矫直和切板，取样经力学性能检测满足以下性能要求，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15，半径0.5mm 的折弯无裂纹。
实施例2：一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材，该新型合金板材的合金的化学组成包括：Si：≤0.13wt％，Fe：0.25wt％，Cu：0.06wt％，Mn： 0.40wt％，Mg：4.60wt％，Cr：≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Zr：0.030wt％， Ti：0.029wt％，单个杂质合金元素的含量≤0.03wt％，所有杂质合金元素含量的总和≤0.1wt％，其余含量为Al。
上述能满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，其具体步骤如下：
(1)按照上述表格中成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法生产扁锭；
(2)在铸锭加热炉中进行均匀化，炉气445℃/金属400℃/2h+炉气540/ 金属530℃/3h，出炉轧制；
(3)经过1+4热连轧机进行轧制(粗轧+4连轧)，热轧厚度7mm，终轧温度325±5℃；
(4)经过单机架冷轧机轧至3.14mm；
(5)经过卷材退火炉，炉气温度350℃/金属330℃/3h，退至O态(完全再结晶状态)；
(6)经过单机架冷轧机轧至2mm；
(7)经过卷材退火炉，炉气温度230℃/金属200℃/3h；
(8)经过横切机矫直和切板，取样经力学性能检测满足以下性能要求，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度260Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度16，半径0.5mm 的折弯无裂纹。
实施例3：一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材，该新型合金板材的合金的化学组成包括：Si：≤0.13wt％，Fe：0.3wt％，Cu：0.07wt％，Mn： 0.45wt％，Mg：4.70wt％，Cr：≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Zr：0.031wt％， Ti：0.032wt％，单个杂质合金元素的含量≤0.03wt％，所有杂质合金元素含量的总和≤0.1wt％，其余含量为Al。
上述能满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，其具体步骤如下：
(1)按照上述表格中成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法生产扁锭；
(2)在铸锭加热炉中进行均匀化，炉气445℃/金属400℃/2h+炉气540/ 金属530℃/3h，出炉轧制；
(3)经过1+4热连轧机进行轧制(粗轧+4连轧)，热轧厚度7mm，终轧温度325±5℃；
(4)经过单机架冷轧机轧至3.14mm；
(5)经过卷材退火炉，炉气温度350℃/金属330℃/3h，退至O态(完全再结晶状态)；
(6)经过单机架冷轧机轧至2mm；
(7)经过卷材退火炉，炉气温度230℃/金属200℃/3h；
(8)经过横切机矫直和切板，取样经力学性能检测满足以下性能要求，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度17，半径0.5mm 的折弯无裂纹。
在本发明中：未详细描述的技术部分均为公知技术。
本发明能够生产一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材(参照表一：新型合金板材的合金的化学组成)，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230～ 270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15～17，半径0.5mm的折弯无裂纹，可满足客户高强度、高延伸的力学性能要求，满足了下游铝加工产品的需求，为开发高端产品、增加产品附加值、提升企业经济效益奠定了坚实的基础。
Figure 816906DEST_PATH_IMAGE001
表一
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.一种满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材，其特征在于，该新型合金板材的合金的化学组成包括：Si：≤0.13wt％，Fe：0.2～0.3wt％，Cu：0.05～0.07wt％，Mn：0.37～0.45wt％，Mg：4.45～4.70wt％，Cr：≤0.05wt％，Zn≤0.05wt％，Zr：0.029～0.031wt％，Ti：0.012～0.032wt％，单个杂质合金元素的含量≤0.03wt％，所有杂质合金元素含量的总和≤0.1wt％，其余含量为Al。
2.一种根据权利要求1所述的满足特殊综合力学性能要求的新型合金板材的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
(1)按照上述表格中成分要求进行配料、熔炼和净化，采用低液位半连续铸造方法生产扁锭；
(2)在铸锭加热炉中进行均匀化，炉气445℃/金属400℃/2h+炉气540℃/金属530℃/3h，出炉轧制；
(3)经过1+4热连轧机进行轧制，热轧厚度7mm，终轧温度325±5℃；
(4)经过单机架冷轧机轧至3.14mm；
(5)经过卷材退火炉，炉气温度350℃/金属330℃/3h，退至完全再结晶状态；
(6)经过单机架冷轧机轧至2mm；
(7)经过卷材退火炉，炉气温度230℃/金属200℃/3h；
(8)经过横切机矫直和切板，取样经力学性能检测满足以下性能要求，抗拉强度≥320Mpa，屈服强度230～270Mpa，延伸率≥14％，韦氏硬度15～17，半径0.5mm的折弯无裂纹。
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