CN114318091A - 一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法,涉及铝合金厚板制造技术领域。本发明的目的是为了解决现有的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板不能兼具高强度、高耐疲劳、高耐腐蚀和高电导率等性能的问题。方法:将铝合金熔液进行铸造、均匀化退火处理,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭;然后经过加热及三次热轧,得到半成品板材;再经过固溶、高温退火和六次控温轧制,得到六次控温轧制后的板材;最后经过拉伸、稳定化热处理及人工时效,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。本发明可获得一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金厚板制造技术领域,具体涉及一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法。
背景技术
现有的铝合金无论是合金成分还是生产加工方式,都很难制备出同时具备高强度、高耐疲劳、高耐腐蚀和高电导率的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。在生产过程中,当强度满足要求的时候,耐疲性能和电导率却不满足要求;在强度和耐腐蚀性满足要求的情况下,却在晶间形成了连续强化相和粗大组织相使得板材耐疲劳性能差以及电导率低,因此,现有的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板既无法满足市场使用标准的要求,也无法满足市场批量生产的要求,使此种铝合金的应用受到极大的限制。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板不能兼具高强度、高耐疲劳、高耐腐蚀和高电导率等性能的问题,而提供一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法。
一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,含有的元素及质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%和Zr为0.27%~0.32%,余量为Al。
一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,按以下步骤进行:
一、称取、熔炼:按质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%、Zr为0.27%~0.32%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后在724℃~728℃的温度条件下熔炼17h~21h,得到铝合金熔液;
二、铸造、均匀化退火处理:将步骤一中得到的铝合金熔液在铸造温度为724℃~728℃、铸造速度为69mm/min~73mm/min、冷却水强度为2.31MPa~2.48MPa以及冷却水温度为24℃~28℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到铝合金铸锭;将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至697℃~703℃,然后降温至679℃~683℃,并在679℃~683℃的温度条件下保温25h~28h;再降温至668℃~675℃,并在668℃~675℃的温度条件下保温21h~24h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭;
三、加热及三次热轧:将步骤二中均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮,然后在500℃~508℃的温度条件下保温3.5h~4.5h,再在490℃~500℃的温度条件下保温4.5h~5.5h,最后降温至485℃~495℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在475℃~485℃的温度条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为400mm~405mm,得到一次热轧后的半成品板材;在375℃~385℃的温度条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为300mm~305mm,得到二次热轧后的半成品板材;在345℃~350℃的温度条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为200mm~205mm,得到半成品板材;
四、固溶和高温退火:将半成品板材置于热处理炉中,在456℃~461℃的温度条件下保温72min~77min,然后在472℃~479℃的温度条件下保温56min~60min,出炉后水冷,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在370℃~380℃的温度条件下保温6h~9h,出炉后水冷,得到退火后的板材;
五、六次控温轧制:在170℃~180℃的温度条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为145mm~150mm,得到一次轧制后的板材;在170℃~180℃的温度条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为100mm~105mm,得到二次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为70mm~75mm,得到三次轧制后的板材;在110℃~120℃的温度条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为50mm~55mm,得到四次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为40mm~45mm,得到五次轧制后的板材;在85℃~90℃的温度条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为30mm~35mm,得到六次控温轧制后的板材;
六、拉伸、稳定化热处理及人工时效:将六次控温轧制后的板材进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.3%~0.6%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在193℃~199℃的温度条件下保温26h~29h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在114℃~117℃的温度条件下保温42h~44h,然后降温至73℃~76℃,并在73℃~76℃下保温11h~14h,出炉后水冷,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
本发明的有益效果:
(1)本发明一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,通过特殊的熔铸工艺参数使铸锭成型,再通过均火、加热和轧制工艺控制热轧板材内部组织结构,为后续热处理提供充分的固溶和时效条件,为提升板材强度和耐腐蚀性能做准备。然后再通过六次不同的控温轧制方式在板材内部形成不同形貌、不同大小的位错组织,在提升耐腐蚀性的同时大幅提升板材内部的强度。最后,通过双级时效不同的固溶温度逐步析出不同固溶强化相,改善晶间和晶界组织结构,使板材内部晶界间形成非连续的强化相析出,进一步提升板材强度的同时,提升板材的疲劳性能和电导率值,达到使高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板兼具高强度、高耐疲劳、高耐腐蚀和高电导率性能的效果。
(2)本发明制备得到的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好,拉伸力学性能、疲劳性能、耐蚀性能出色以及电导率稳定,抗拉强度为795MPa~829MPa,屈服强度为755MPa~789MPa,延伸率为16%~21%,断裂韧性L-T:T-L:硬度为144HRC~165HRC,电导率为69MS/m~74MS/m,疲劳性能按照AMS2350标准不发生断裂,剥落腐蚀达到P级以上,主要应用于纵向载重车辆连接装置领域,也可应用于航天、飞机、轨道交通、船舶、汽车制造业、通信行业和运输业等多个领域。
(3)本发明的铝合金厚板,强度、耐疲劳、耐腐蚀以及电导率性能均大幅优于其他铝合金产品,并且该铝合金厚板其他力学性能也保持在较好的性能范围内,是一般铝合金所不具备的。
本发明可获得一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板及其制备方法。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,含有的元素及质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%和Zr为0.27%~0.32%,余量为Al。
本实施方式一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板中的单个杂质≤0.02%,全部杂质的范围为≤0.05%,此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有任何影响。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同点是:所述高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板含有的元素及质量分数:Si为0.30~0.34%、Fe为2.4~2.5%、Cu为5.6~5.8%、Mn为0.59~0.63%、Mg为1.7~1.9%、Cr为2.5~2.7%、Zn为2.4~2.7%、Ti为2.3~2.6%、B为0.13~0.15%和Zr为0.30~0.32%,余量为Al。
其他步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,按以下步骤进行:
一、称取、熔炼:按质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%、Zr为0.27%~0.32%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后在724℃~728℃的温度条件下熔炼17h~21h,得到铝合金熔液;
二、铸造、均匀化退火处理:将步骤一中得到的铝合金熔液在铸造温度为724℃~728℃、铸造速度为69mm/min~73mm/min、冷却水强度为2.31MPa~2.48MPa以及冷却水温度为24℃~28℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到铝合金铸锭;将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至697℃~703℃,然后降温至679℃~683℃,并在679℃~683℃的温度条件下保温25h~28h;再降温至668℃~675℃,并在668℃~675℃的温度条件下保温21h~24h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭;
三、加热及三次热轧:将步骤二中均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮,然后在500℃~508℃的温度条件下保温3.5h~4.5h,再在490℃~500℃的温度条件下保温4.5h~5.5h,最后降温至485℃~495℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在475℃~485℃的温度条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为400mm~405mm,得到一次热轧后的半成品板材;在375℃~385℃的温度条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为300mm~305mm,得到二次热轧后的半成品板材;在345℃~350℃的温度条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为200mm~205mm,得到半成品板材;
四、固溶和高温退火:将半成品板材置于热处理炉中,在456℃~461℃的温度条件下保温72min~77min,然后在472℃~479℃的温度条件下保温56min~60min,出炉后水冷,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在370℃~380℃的温度条件下保温6h~9h,出炉后水冷,得到退火后的板材;
五、六次控温轧制:在170℃~180℃的温度条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为145mm~150mm,得到一次轧制后的板材;在170℃~180℃的温度条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为100mm~105mm,得到二次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为70mm~75mm,得到三次轧制后的板材;在110℃~120℃的温度条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为50mm~55mm,得到四次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为40mm~45mm,得到五次轧制后的板材;在85℃~90℃的温度条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为30mm~35mm,得到六次控温轧制后的板材;
六、拉伸、稳定化热处理及人工时效:将六次控温轧制后的板材进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.3%~0.6%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在193℃~199℃的温度条件下保温26h~29h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在114℃~117℃的温度条件下保温42h~44h,然后降温至73℃~76℃,并在73℃~76℃下保温11h~14h,出炉后水冷,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
本实施方式的有益效果:
(1)本实施方式一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,通过特殊的熔铸工艺参数使铸锭成型,再通过均火、加热和轧制工艺控制热轧板材内部组织结构,为后续热处理提供充分的固溶和时效条件,为提升板材强度和耐腐蚀性能做准备。然后再通过六次不同的控温轧制方式在板材内部形成不同形貌、不同大小的位错组织,在提升耐腐蚀性的同时大幅提升板材内部的强度。最后,通过双级时效不同的固溶温度逐步析出不同固溶强化相,改善晶间和晶界组织结构,使板材内部晶界间形成非连续的强化相析出,进一步提升板材强度的同时,提升板材的疲劳性能和电导率值,达到使高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板兼具高强度、高耐疲劳、高耐腐蚀和高电导率性能的效果。
(2)本实施方式制备得到的高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好,拉伸力学性能、疲劳性能、耐蚀性能出色以及电导率稳定,抗拉强度为795MPa~829MPa,屈服强度为755MPa~789MPa,延伸率为16%~21%,断裂韧性L-T:T-L:硬度为144HRC~165HRC,电导率为69MS/m~74MS/m,疲劳性能按照AMS2350标准不发生断裂,剥落腐蚀达到P级以上,主要应用于纵向载重车辆连接装置领域,也可应用于航天、飞机、轨道交通、船舶、汽车制造业、通信行业和运输业等多个领域。
(3)本实施方式的铝合金厚板,强度、耐疲劳、耐腐蚀以及电导率性能均大幅优于其他铝合金产品,并且该铝合金厚板其他力学性能也保持在较好的性能范围内,是一般铝合金所不具备的。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式三不同点是:步骤一中按质量分数:Si为0.30~0.34%、Fe为2.4~2.5%、Cu为5.6~5.8%、Mn为0.59~0.63%、Mg为1.7~1.9%、Cr为2.5~2.7%、Zn为2.4~2.7%、Ti为2.3~2.6%、B为0.13~0.15%、Zr为0.30~0.32%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后加入到干燥的熔炼炉中,在炉气温度为727~728℃的条件下熔炼19~21h,得到铝合金熔液。
其他步骤与具体实施方式三相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式三或四不同点是:步骤二中将铝合金熔液在铸造温度为726~728℃、铸造速度为71~73mm/min、冷却水强度为2.43~2.48MPa以及冷却水温度为26~28℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到尺寸为520mm×1620mm的铝合金铸锭。
其他步骤与具体实施方式三或四相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式三至五之一不同点是:步骤二中将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至金属温度为701~703℃,然后降温至金属温度为681~683℃,并在681~683℃的温度条件下保温27~28h;再降温至金属温度为672~675℃,并在672~675℃的温度条件下保温23~24h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭。
其他步骤与具体实施方式三至五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式三至六之一不同点是:步骤三中将均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面铸造及热处理的氧化皮,然后置于加热炉中,在炉气温度为505~508℃的条件下保温4~4.5h,再在炉气温度为497~500℃的条件下保温5~5.5h,最后降温至金属温度为491~495℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在金属温度为480~485℃的条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为402~405mm,得到一次热轧后的半成品板材;在金属温度为380~385℃的条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为303~305mm,得到二次热轧后的半成品板材;在金属温度为348~350℃的条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为202~205mm,得到半成品板材。
其他步骤与具体实施方式三至六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式三至七之一不同点是:步骤四中将半成品板材置于热处理炉中,在金属温度为458~461℃的条件下保温75~77min,然后在金属温度为477~479的温度条件下保温58~60min,出炉后在5s~7s的时间内转移至温度为7℃~10℃的水中冷却,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在377~380℃的温度条件下保温8~9h,出炉后在9s~11s的时间内转移至温度为3℃~5℃的水中冷却,得到退火后的板材。
其他步骤与具体实施方式三至七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式三至八之一不同点是:步骤五中在金属温度为175~180℃的条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为147~150mm,得到一次轧制后的板材;在金属温度为175~180℃的条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为103~105mm,得到二次轧制后的板材;在金属温度为155~160℃的条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为72~75mm,得到三次轧制后的板材;在金属温度为115~120℃的条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为52~55mm,得到四次轧制后的板材;在金属温度为155~160℃的条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为42~45mm,得到五次轧制后的板材;在金属温度为87~90℃的条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为33~35mm,得到六次控温轧制后的板材。
其他步骤与具体实施方式三至八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式三至九之一不同点是:步骤六中将六次控温轧制后的板材用拉伸机进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.4~0.6%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在金属温度为195~199℃的条件下保温28~29h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在金属温度为116~117℃的条件下保温43~44h,然后降温至金属温度为74~76℃,并在74~76℃下保温12~14h,出炉后在3s~5s的时间内转移至温度为2℃~5℃的水中冷却,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
其他步骤与具体实施方式三至九相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例1:一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,按以下步骤进行:
一、称取、熔炼:按质量分数:Si为0.30%、Fe为2.4%、Cu为5.6%、Mn为0.59%、Mg为1.7%、Cr为2.5%、Zn为2.4%、Ti为2.3%、B为0.13%、Zr为0.30%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后加入到干燥的熔炼炉中,在炉气温度为727℃的条件下熔炼19h,得到铝合金熔液。
二、铸造、均匀化退火处理:将步骤一中得到的铝合金熔液在铸造温度为726℃、铸造速度为71mm/min、冷却水强度为2.43MPa以及冷却水温度为26℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到尺寸为520mm×1620mm的铝合金铸锭。将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至金属温度为701℃,然后降温至金属温度为681℃,并在681℃的温度条件下保温27h;再降温至金属温度为672℃,并在672℃的温度条件下保温23h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭。
三、加热及三次热轧:将步骤二中均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面铸造及热处理的氧化皮,然后置于加热炉中,在炉气温度为505℃的条件下保温4h,再在炉气温度为497℃的条件下保温5h,最后降温至金属温度为491℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在金属温度为480℃的条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为402mm,得到一次热轧后的半成品板材;在金属温度为380℃的条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为303mm,得到二次热轧后的半成品板材;在金属温度为348℃的条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为202mm,得到半成品板材。
四、固溶和高温退火:将半成品板材置于热处理炉中,在金属温度为458℃的条件下保温75min,然后在金属温度为477℃的温度条件下保温58min,出炉后在5s的时间内转移至温度为8℃的水中冷却,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在377℃的温度条件下保温8h,出炉后在9s的时间内转移至温度为5℃的水中冷却,得到退火后的板材。
五、六次控温轧制:在金属温度为175℃的条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为147mm,得到一次轧制后的板材;在金属温度为175℃的条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为103mm,得到二次轧制后的板材;在金属温度为155℃的条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为72mm,得到三次轧制后的板材;在金属温度为115℃的条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为52mm,得到四次轧制后的板材;在金属温度为155℃的条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为42mm,得到五次轧制后的板材;在金属温度为87℃的条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为33mm,得到六次控温轧制后的板材。
六、拉伸、稳定化热处理及人工时效:将六次控温轧制后的板材用拉伸机进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.4%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在金属温度为195℃的条件下保温28h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在金属温度为116℃的条件下保温43h,然后降温至金属温度为74℃,并在74℃下保温12h,出炉后在4s的时间内转移至温度为5℃的水中冷却,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
Claims (10)
1.一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,其特征在于它含有的元素及质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%和Zr为0.27%~0.32%,余量为Al。
2.根据权利要求1所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板,其特征在于所述高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板含有的元素及质量分数:Si为0.30~0.34%、Fe为2.4~2.5%、Cu为5.6~5.8%、Mn为0.59~0.63%、Mg为1.7~1.9%、Cr为2.5~2.7%、Zn为2.4~2.7%、Ti为2.3~2.6%、B为0.13~0.15%和Zr为0.30~0.32%,余量为Al。
3.如权利要求1至2任意一项所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于该制备方法按以下步骤进行:
一、称取、熔炼:按质量分数:Si为0.27%~0.34%、Fe为2.2%~2.5%、Cu为5.4%~5.8%、Mn为0.52%~0.63%、Mg为1.3%~1.9%、Cr为2.2%~2.7%、Zn为2.2%~2.7%、Ti为2.2%~2.6%、B为0.10%~0.15%、Zr为0.27%~0.32%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后在724℃~728℃的温度条件下熔炼17h~21h,得到铝合金熔液;
二、铸造、均匀化退火处理:将步骤一中得到的铝合金熔液在铸造温度为724℃~728℃、铸造速度为69mm/min~73mm/min、冷却水强度为2.31MPa~2.48MPa以及冷却水温度为24℃~28℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到铝合金铸锭;将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至697℃~703℃,然后降温至679℃~683℃,并在679℃~683℃的温度条件下保温25h~28h;再降温至668℃~675℃,并在668℃~675℃的温度条件下保温21h~24h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭;
三、加热及三次热轧:将步骤二中均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮,然后在500℃~508℃的温度条件下保温3.5h~4.5h,再在490℃~500℃的温度条件下保温4.5h~5.5h,最后降温至485℃~495℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在475℃~485℃的温度条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为400mm~405mm,得到一次热轧后的半成品板材;在375℃~385℃的温度条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为300mm~305mm,得到二次热轧后的半成品板材;在345℃~350℃的温度条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为200mm~205mm,得到半成品板材;
四、固溶和高温退火:将半成品板材置于热处理炉中,在456℃~461℃的温度条件下保温72min~77min,然后在472℃~479℃的温度条件下保温56min~60min,出炉后水冷,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在370℃~380℃的温度条件下保温6h~9h,出炉后水冷,得到退火后的板材;
五、六次控温轧制:在170℃~180℃的温度条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为145mm~150mm,得到一次轧制后的板材;在170℃~180℃的温度条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为100mm~105mm,得到二次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为70mm~75mm,得到三次轧制后的板材;在110℃~120℃的温度条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为50mm~55mm,得到四次轧制后的板材;在150℃~160℃的温度条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为40mm~45mm,得到五次轧制后的板材;在85℃~90℃的温度条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为30mm~35mm,得到六次控温轧制后的板材;
六、拉伸、稳定化热处理及人工时效:将六次控温轧制后的板材进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.3%~0.6%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在193℃~199℃的温度条件下保温26h~29h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在114℃~117℃的温度条件下保温42h~44h,然后降温至73℃~76℃,并在73℃~76℃下保温11h~14h,出炉后水冷,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
4.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤一中按质量分数:Si为0.30~0.34%、Fe为2.4~2.5%、Cu为5.6~5.8%、Mn为0.59~0.63%、Mg为1.7~1.9%、Cr为2.5~2.7%、Zn为2.4~2.7%、Ti为2.3~2.6%、B为0.13~0.15%、Zr为0.30~0.32%和余量为Al,分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝硼中间合金、铝锆中间合金和铝锭,然后加入到干燥的熔炼炉中,在炉气温度为727~728℃的条件下熔炼19~21h,得到铝合金熔液。
5.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤二中将铝合金熔液在铸造温度为726~728℃、铸造速度为71~73mm/min、冷却水强度为2.43~2.48MPa以及冷却水温度为26~28℃的条件下,按半连续铸造法铸造,得到尺寸为520mm×1620mm的铝合金铸锭。
6.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤二中将铝合金铸锭置于热处理炉中,先加热至金属温度为701~703℃,然后降温至金属温度为681~683℃,并在681~683℃的温度条件下保温27~28h;再降温至金属温度为672~675℃,并在672~675℃的温度条件下保温23~24h,得到均匀化退火处理后的铝合金铸锭。
7.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤三中将均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面铸造及热处理的氧化皮,然后置于加热炉中,在炉气温度为505~508℃的条件下保温4~4.5h,再在炉气温度为497~500℃的条件下保温5~5.5h,最后降温至金属温度为491~495℃时出炉,得到加热后的铝合金铸锭;在金属温度为480~485℃的条件下,将加热后的铝合金铸锭沿长度方向热轧至厚度为402~405mm,得到一次热轧后的半成品板材;在金属温度为380~385℃的条件下,将一次热轧后的半成品板材沿宽度方向热轧至厚度为303~305mm,得到二次热轧后的半成品板材;在金属温度为348~350℃的条件下,将二次热轧后的半成品板材沿长度方向热轧至厚度为202~205mm,得到半成品板材。
8.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤四中将半成品板材置于热处理炉中,在金属温度为458~461℃的条件下保温75~77min,然后在金属温度为477~479的温度条件下保温58~60min,出炉后在5s~7s的时间内转移至温度为7℃~10℃的水中冷却,得到固溶后的板材;将固溶后的板材置于热处理炉中,在377~380℃的温度条件下保温8~9h,出炉后在9s~11s的时间内转移至温度为3℃~5℃的水中冷却,得到退火后的板材。
9.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤五中在金属温度为175~180℃的条件下,将退火后的板材沿长度方向热轧至厚度为147~150mm,得到一次轧制后的板材;在金属温度为175~180℃的条件下,将一次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为103~105mm,得到二次轧制后的板材;在金属温度为155~160℃的条件下,将二次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为72~75mm,得到三次轧制后的板材;在金属温度为115~120℃的条件下,将三次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为52~55mm,得到四次轧制后的板材;在金属温度为155~160℃的条件下,将四次轧制后的板材沿长度方向热轧至厚度为42~45mm,得到五次轧制后的板材;在金属温度为87~90℃的条件下,将五次轧制后的板材沿宽度方向热轧至厚度为33~35mm,得到六次控温轧制后的板材。
10.根据权利要求3所述的一种高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板的制备方法,其特征在于步骤六中将六次控温轧制后的板材用拉伸机进行拉伸,得到拉伸后的板材,拉伸量为0.4~0.6%;将拉伸后的板材置于热处理炉中,在金属温度为195~199℃的条件下保温28~29h,得到稳定化热处理后的板材;将稳定化热处理后的板材置于热处理炉中,在金属温度为116~117℃的条件下保温43~44h,然后降温至金属温度为74~76℃,并在74~76℃下保温12~14h,出炉后在3s~5s的时间内转移至温度为2℃~5℃的水中冷却,得到高纵向载重车辆连接装置用铝合金厚板。
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