CN111961932A - 一种超平铝合金中厚板制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超平铝合金中厚板制备方法，包括以下步骤：熔铸、机加工、预热、轧制、拉伸、热处理退火、锯切，热处理退火中，温度范围为300‑550℃，时间为3~48h，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却。本发明通过在热处理退火中，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却，从而可以进一步提高产品不平度，尤其是垂直加工方向不平度的改善更为显著，使得成品整板更加平整，以满足更高的使用要求。

Description

一种超平铝合金中厚板制备方法
技术领域
本发明涉及铝合金制备技术领域，尤其涉及一种超平铝合金中厚板制备方法。
背景技术
现有的铝合金中厚板制备方法主要包括熔铸、均热、机加工、预热、轧制、拉伸、热处理退火、锯切等工艺步骤，在日常工业生产中，由于该板材产品宽度范围大，整板的不平度有限，通过拉伸机拉伸会改善加工方向的不平度，但对于垂直于加工方向不平度改善有限，随着一些高端装备制造行业对铝合金中厚板不平度要求越来越高，很难满足苛刻的要求。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种超平铝合金中厚板制备方法，能够改善传统工艺生产的铝合金中厚板不平度不足的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超平铝合金中厚板制备方法，包括以下步骤：熔铸、机加工、预热、轧制、拉伸、热处理退火、锯切，所述热处理退火中，温度范围为300-550℃，时间为3～48h，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却。
优选的，所述平台为铝基或钢基平台。
优选的，所述压块的厚度为退火板材的2～6倍。
优选的，所述压块为钢压块。
优选的，所述压块的底面与退火板材的顶面相一致或大于退火板材的顶面。
优选的，所述铝合金的组分及质量百分比为：Mg：2.0-5.0％，Mn≤1.0％，Cu≤0.5％，Fe≤0.5％，Si≤0.5％，Cr≤0.4％，Zr≤0.25％，以及含有下述一种或一种以上的元素：Zn≤0.6％、Ti≤0.20％、V≤0.05％、Hf≤0.5％、Sc≤0.25％、Sc≤0.25％、Ag≤1.0％，其余为Al及不可避免的杂质。
优选的，所述熔铸中，将铝锭、中间合金投入熔炼炉中，投入原料后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为700～800℃，熔炼时间为2～10小时；将熔体转入保温炉中通入氯气和氩气混合气体进行精炼，精炼温度为700～760℃，精炼时间为1～6小时；在除气装置中通入氯气和氩气混合气体进行除气，过滤装置使用30～60ppi过滤板进行过滤除渣；采用半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造成铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为670～730℃，冷却水流量为20～500m3/h。
优选的，所述熔铸后进行均热，均热温度为400～550℃，均热时间为4～48h。
优选的，所述预热、热轧中，预热温度为400～550℃，时间为2～24h，然后再进行热轧到成品厚度。
优选的，所述拉伸中，待热轧后的板坯冷却后，采用≤3％的拉伸率进行拉伸矫直。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供以一种超平铝合金中厚板制备方法，通过在热处理退火中，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却，从而可以进一步提高产品不平度，尤其是垂直加工方向不平度的改善更为显著，使得成品整板更加平整，以满足更高的使用要求。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种超平铝合金中厚板制备方法，包括以下步骤：熔铸、机加工、预热、轧制、拉伸、热处理退火、锯切，所述热处理退火中，温度范围为300-550℃，时间为3～48h，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却。
平台优选为金属基平台，更为优选为铝基或钢基平台，优选金属基平台方便(铝基平台便于回收，钢基平台成本低)、经济性好、加工性好(易于加工好的平整度)、有着不错强度可承受较大的压力。
压块的厚度为退火板材的2～6倍，合理的厚度一方面能够尽量减少材料使用，另一方面能够保证压块在退火时自身的平整度；压块为钢压块；压块的底面与退火板材的顶面相一致或大于退火板材的顶面。压块的厚度要合理，厚度太小能提供的压力小平整度改善有限，厚度太大金属压块规格大质量重不易于运输和工装，且有风险使目标材料和平台产生变形，压块底面面积需不小于退火板材上表面面积才能起到较好的压制改善平整度并且不造成明显压痕。
在优选的实施例中，铝合金的组分及质量百分比为：Mg：2.0-5.0％，Mn≤1.0％，Cu≤0.5％，Fe≤0.5％，Si≤0.5％，Cr≤0.4％，Zr≤0.25％，以及含有下述一种或一种以上的元素：Zn≤0.6％、Ti≤0.20％、V≤0.05％、Hf≤0.5％、Sc≤0.25％、Sc≤0.25％、Ag≤1.0％，其余为Al及不可避免的杂质。该合金强度适中、焊接性能优良、机加工性能好、尺寸稳定性好、优秀的耐腐蚀性等，已被广泛应用于交通运输、工装夹具、精密仪器等领域。
在优选的实施例中，熔铸中，将铝锭、中间合金投入熔炼炉中，投入原料后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为700～800℃，熔炼时间为2～10小时；将熔体转入保温炉中通入氯气和氩气混合气体进行精炼，精炼温度为700～760℃，精炼时间为1～6小时；在除气装置中通入氯气和氩气混合气体进行除气，过滤装置使用30～60ppi过滤板进行过滤除渣；采用半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造成铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为670～730℃，冷却水流量为20～500m3/h。
在优选的实施例中，熔铸后进行均热，均热温度为400～550℃，均热时间为4～48h。
在优选的实施例中，预热、热轧中，预热温度为400～550℃，时间为2～24h，然后再进行热轧到成品厚度。
在优选的实施例中，拉伸中，待热轧后的板坯冷却后，采用≤3％的拉伸率进行拉伸矫直。
在上述基础上，本发明还有更为具体的实施示例。
实施例1
本实施例提供一种超平铝合金中厚板制备方法，该铝合金采用5052合金，具体的组分及质量百分比为：Mg：2.4％、Mn：0.03％、Cu：0.05％、Fe：0.15％，Si：0.07％、Cr：0.19％、Zn：0.04％、Ti：0.025％，其余为Al及不可避免的杂质。
具体步骤如下：
将上述组分的铝锭、中间合金投入熔炼炉中，投入原料后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为750～760℃，熔炼时间为8小时；将熔体转入保温炉中通入氯气和氩气混合气体进行精炼，精炼温度为740～760℃，精炼时间为5小时；在除气装置中通入氯气和氩气混合气体进行除气，过滤装置使用30ppi过滤板进行过滤除渣；采用半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造成铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为690～710℃，冷却水流量为400m3/h，经上述熔铸成厚度为520mm的铸锭；将铸锭在500℃温度下均热10小时，经过锯切和铣面制备出厚度500mm的锭坯；然后再通过450℃预热5小时，经过热轧轧制成厚度45mm、宽度3500mm的板材，待热轧后的板材冷却后，采用0.8％的拉伸率进行拉伸矫直，按照上述方式共生产六块板材，对六块板材进行热处理退火，热处理退火400℃，保温18小时，随炉自然冷却，其中三块板材热处理退火时，放置于平整的钢基平台上，板材上堆放120mm厚度的钢压块，这三块板材分别标记为A1、A2、A3，另外三块板坯不加压块，分别标记为B1、B2、B3，退火后的六块板坯切成厚度45mm、宽度3400mm、长度5000mm的板材。
对A1、A2、A3以及B1、B2、B3六块板材的不平对进行对比，其加工方向和垂直加工方向的不平度为如表1所示。
表1实施例1中六块板材的加工方向和垂直加工方向的不平度
Figure BDA0002637695130000041
从表1中可以看出，在热处理退火时板材上堆放钢压块的工艺方法所获得的板材，相较于没有堆放钢压块的工艺方法所获得的板材，其成品不平度更好，其加工方向不平度有不错的改善，垂直加工方向不平度具有显著改善。
实施例2
本实施例提供一种超平铝合金中厚板制备方法，该铝合金采用5182合金，具体的组分及质量百分比为：Mg：4.7％、Mn：0.4％、Cu：0.06％、Fe：0.18％，Si：0.08％、Cr：0.04％、Zn：0.07％、Ti：0.02％，其余为Al及不可避免的杂质。
具体步骤如下：
将上述组分的铝锭、中间合金投入熔炼炉中，投入原料后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为760～790℃，熔炼时间为7小时；将熔体转入保温炉中通入氯气和氩气混合气体进行精炼，精炼温度为720～740℃，精炼时间为5小时；在除气装置中通入氯气和氩气混合气体进行除气，过滤装置使用60ppi过滤板进行过滤除渣；采用半连续铸造，采用直接水冷半连续铸造成铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为700～730℃，冷却水流量为450m3/h，经上述熔铸成厚度为550mm的铸锭；将铸锭在510℃温度下均热12小时，经过锯切和铣面制备出厚度520mm的锭坯；然后再通过500℃预热4小时，经过热轧轧制成厚度30mm、宽度3100mm的板材，待热轧后的板材冷却后，采用0.5％的拉伸率进行拉伸矫直，按照上述方式共生产六块板材，对六块板材进行热处理退火，热处理退火500℃，保温8小时，随炉自然冷却，其中三块板材热处理退火时，放置于平整的钢基平台上，板材上堆放120mm厚度的钢压块，这三块板材分别标记为A4、A5、A6，另外三块板材不加压块，分别标记为B4、B5、B6，退火后的六块板材切成厚度30mm、宽度3000mm、长度6000mm的板材。
对A4、A5、A6以及B4、B5、B6六块板材的不平对进行对比，其加工方向和垂直加工方向的不平度为如表2所示。
表2实施例2中六块板材的加工方向和垂直加工方向的不平度
Figure BDA0002637695130000061
从表2中可以看出，在热处理退火时板材上堆放钢压块的工艺方法所获得的板材，相较于没有堆放钢压块的工艺方法所获得的板材，其成品不平度更好，其加工方向不平度有不错的改善，垂直加工方向不平度具有显著改善。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种超平铝合金中厚板制备方法，包括以下步骤：熔铸、机加工、预热、轧制、拉伸、热处理退火、锯切，其特征在于：所述热处理退火中，温度范围为300-550℃，时间为3~48h，退火板材产品放置于平整的平台上，且退火板材上堆放平整的压块，退火后随炉或出炉自然冷却。
2.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述平台为铝基或钢基平台。
3.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述压块的厚度为退火板材的2~6倍。
4.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述压块为钢压块。
5.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述压块的底面与退火板材的顶面相一致或大于退火板材的顶面。
6.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述铝合金的组分及质量百分比为：Mg：2.0-5.0%，Mn≤1.0%，Cu≤0.5%，Fe≤0.5%，Si≤0.5%，Cr≤0.4%，Zr≤0.25%，以及含有下述一种或一种以上的元素：Zn≤0.6%、Ti≤0.20%、V≤0.05%、Hf≤0.5%、Sc≤0.25%、Sc≤0.25%、Ag≤1.0%，其余为Al及不可避免的杂质。
7.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述熔铸中，将铝锭、中间合金投入熔炼炉中，投入原料后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为700～800℃，熔炼时间为2~10小时；将熔体转入保温炉中通入氯气和氩气混合气体进行精炼，精炼温度为 700～760℃，精炼时间为1~6小时；在除气装置中通入氯气和氩气混合气体进行除气，过滤装置使用 30~60ppi过滤板进行过滤除渣；采用半连续铸造， 采用直接水冷半连续铸造成铝合金扁锭或圆锭，铸造温度为670～730℃，冷却水流量为20~500m3/h。
8.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述熔铸后进行均热，均热温度为400~550℃，均热时间为4~48h。
9.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述预热、热轧中，预热温度为400~550℃，时间为2~24h，然后再进行热轧到成品厚度。
10.根据权利要求1所述的超平铝合金中厚板制备方法，其特征在于：所述拉伸中，待热轧后的板坯冷却后，采用≤3%的拉伸率进行拉伸矫直。
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