CN115874032B - 一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,发明涉及高硅铝合金板材的制造方法领域。本发明要解决现有高硅铝合金板材存在外观质量差,力学性能低的技术问题。方法:一、半连续铸造得到铸锭;二、铣面,三、加热,四、热轧,五、冷轧,六、清洗切边,七、去应力退火,八、淬火,矫直,九、人工时效,十、剪切成品板,十一、送检力学性能。本发明的气垫炉淬火的高硅铝合金板材,外观质量和力学性能合格。本发明用于制造高硅铝合金板材。
Description
技术领域
本发明涉及高硅铝合金板材的制造方法领域。
背景技术
我国热处理可强化铝合金生产初期阶段,淬火工序主要在盐浴炉进行生产,淬火过程繁琐,生产效率低,淬火后铝板表面发黑、颜色不均一、平度差、表面擦划伤和揉擦伤废品多,成品率低,使用安全性差等问题。
随着科学技术的发展时代不断发展进步,一种新型的连续式气垫炉在提高制造质量和降低能耗方面有了新的突破。同时,具有连续稳定、高质高效、节能减排、安全性高的特点,是未来铝合金热处理炉的发展方向。开发一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法。
发明内容
本发明要解决现有高硅铝合金板材存在外观质量差,力学性能低的技术问题,而提供一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法。
一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于:它包括以下步骤:
一、按重量百分比:Si为11.5%~13.5%、Cu为0.50%~1.3%、Mg为0.8~1.3%、Ni为0.50%~1.3%、杂质Fe<1.0%、杂质Mn<0.2%、杂质Cr<0.1%、杂质Zn<0.25%、杂质Ti<0.15%、和余量的Al,分别称取原料,原料包括铝硅中间合金、铜锭、镁锭、铝镍中间合金和铝锭,
将铝锭加入到电阻反射炉内,加热温度至750℃~795℃,再加入铝硅中间合金,每10min~25min搅拌一次,共搅拌2~5次,保持熔体温度为750℃~795℃;然后加入铜锭,搅拌5min~10min,加入镁锭,搅拌8min~10min,加入铝镍中间合金,搅拌10min~15min,然后采用Ar-Cl2混合气体,精炼4min~10min,覆盖熔剂,得到合金熔体;
控制温度为740℃~760℃,将合金熔体导入电阻反射炉的静置炉中,通入Ar-Cl2混合气体,精炼8min~15min,然后静置8min~25min,然后进行半连续铸造,控制铸造速度为32mm/min~40mm/min,铸造温度为720℃~740℃,铸造冷却水压为0.03MPa~0.08MPa,得到铸锭;
二、将步骤一得到的铸锭进行铣面;
三、将步骤二铣面后的铸锭进行均匀加热处理,控制加热温度为535~545℃,保持3.5~4.5h,然后转温至475~485℃,保温4.5~5.5h,出炉;
四、将步骤三均匀加热处理的铸锭进行热轧处理,获得卷材;
五、将步骤四热轧处理的卷材进行冷轧;
六、将步骤五得到的卷材进行清洗切边;
七、将步骤六处理后的卷材进行去应力退火处理;
八、将步骤七处理后的卷材采用气垫炉进行淬火处理,矫直处理;
九、将步骤八处理后的卷材进行人工时效处理;
十、将步骤九处理后的卷材进行剪切,获得成品板;
十一、将步骤十获得的成品板送检力学性能,检验合格,完成制造。
本发明的有益效果是:
1、本发明采用世界上较为先进的垫炉热处理生产设备进行淬火;通过控制其去应力退火温度,固溶温度及加热保温时间,人工时效温度及保温时间,从而保证合金力学性能均一、稳定;本发明制得的气垫炉淬火的高硅铝合金板材的成品板性能均一稳定,规定非比例伸长应力为298-309N/mm2,抗拉强度为347~357N/mm2,伸长率为3.6~5.2%,力学性能满足用户要求。
2、本发明的气垫炉淬火的高硅铝合金板材还具有以下优点,首先是力学性能,利于后期使用;二是铝废料易于回收,可以循环使用,同时,不燃烧,遇火安全。本发明用于制备。
本发明用于制造高硅铝合金板材。
附图说明
图1为实施例一制造获得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的成品照片;
图2为实施例一制造获得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的显微组织照片。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式,还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一:本实施方式一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,它包括以下步骤:
一、按重量百分比:Si为11.5%~13.5%、Cu为0.50%~1.3%、Mg为0.8~1.3%、Ni为0.50%~1.3%、杂质Fe<1.0%、杂质Mn<0.2%、杂质Cr<0.1%、杂质Zn<0.25%、杂质Ti<0.15%、和余量的Al,分别称取原料,原料包括铝硅中间合金、铜锭、镁锭、铝镍中间合金和铝锭;
将铝锭加入到电阻反射炉内,加热温度至750℃~795℃,再加入铝硅中间合金,每10min~25min搅拌一次,共搅拌2~5次,保持熔体温度为750℃~795℃;然后加入铜锭,搅拌5min~10min,加入镁锭,搅拌8min~10min,加入铝镍中间合金,搅拌10min~15min,然后采用Ar-Cl2混合气体,精炼4min~10min,覆盖熔剂,得到合金熔体;
控制温度为740℃~760℃,将合金熔体导入电阻反射炉的静置炉中,通入Ar-Cl2混合气体,精炼8min~15min,然后静置8min~25min,然后进行半连续铸造,控制铸造速度为32mm/min~40mm/min,铸造温度为720℃~740℃,铸造冷却水压为0.03MPa~0.08MPa,得到铸锭;
二、将步骤一得到的铸锭进行铣面;
三、将步骤二铣面后的铸锭进行均匀加热处理,控制加热温度为535~545℃,保持3.5~4.5h,然后转温至475~485℃,保温4.5~5.5h,出炉;
四、将步骤三均匀加热处理的铸锭进行热轧处理,获得卷材;
五、将步骤四热轧处理的卷材进行冷轧;
六、将步骤五得到的卷材进行清洗切边;
七、将步骤六处理后的卷材进行去应力退火处理;
八、将步骤七处理后的卷材采用气垫炉进行淬火处理,矫直处理;
九、将步骤八处理后的卷材进行人工时效处理;
十、将步骤九处理后的卷材进行剪切,获得成品板;
十一、将步骤十获得的成品板送检力学性能,检验合格,完成制造。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:步骤一保持电阻反射炉中的合金熔体液面和流盘内的合金熔体液面在同一水平。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:步骤二采用铣床进行铣面,控制每面的铣面的厚度为18~20mm,铣后表面平滑,铣面后铸锭规格为384mm×16000mm×5000mm。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:步骤四采用热轧机进行热轧,轧制道次表为384mm-372mm-360mm-333mm-307mm-280mm-252mm-223mm-192mm-165mm-138mm-112mm-88mm-72mm-59mm-38mm-24mm-14mm-7.5mm-5mm,轧制5.0mm道次时,切边至宽度为1420mm。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:步骤五采用冷轧机进行冷轧,轧制道次为5.0mm-3.3mm-2.2mm-1.5mm,冷轧后卷材的规格为1.5mm×1420mm。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是:步骤六采用拉弯矫直机进行清洗切边,控制清洗速度为85m/min,清洗水温为75-85℃,切边至卷材宽度为1212~1214mm。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是:步骤七所述去应力退火,控制炉气定温295~305℃,加热7.5~8.5h。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是:步骤八所述淬火处理,控制炉气温度加热至527~533℃,将机组工艺段速度设定为19.5~20.5m/min,采用15-35℃的空气进行淬火,压力为2.5-4.0bar;
将在线矫直机延伸率设定为0.7~0.9%,对淬火后的卷材进行矫直。其它与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是:步骤九所述人工时效处理,控制炉气定温195~205℃,测金属温度165℃转175℃,保温9.5~10.5h。其它与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是:步骤十采用横剪机进行剪切处理,剪切长度为2000~2005mm。其它与具体实施方式一至九之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:
本实施例一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于:它包括以下步骤:
一、按重量百分比:Si为12.5%、Cu为0.90%、Mg为1.05%、Ni为0.9%、杂质Fe<1.0%、杂质Mn<0.2%、杂质Cr<0.1%、杂质Zn<0.25%、杂质Ti<0.15%、和余量的Al,分别称取原料,原料包括铝硅中间合金、铜锭、镁锭、铝镍中间合金和铝锭,
将铝锭加入到电阻反射炉内,加热温度至775℃,再加入铝硅中间合金,每17min搅拌一次,共搅拌3次,保持熔体温度为775℃;然后加入铜锭,搅拌8min,加入镁锭,搅拌9min,加入铝镍中间合金,搅拌12min,然后采用Ar-Cl2混合气体,精炼7min,覆盖熔剂,得到合金熔体;
控制温度为750℃,将合金熔体导入电阻反射炉的静置炉中,通入Ar-Cl2混合气体,精炼11min,然后静置16min,然后进行半连续铸造,控制铸造速度为36mm/min,铸造温度为730℃,铸造冷却水压为0.05MPa,得到铸锭;
二、将步骤一得到的铸锭采用铣床进行铣面,控制每面的铣面的厚度为18~20mm,铣后表面平滑,铣面后铸锭规格为384mm×16000mm×5000mm;
三、将步骤二铣面后的铸锭进行均匀加热处理,控制加热温度为540℃,保持4h,然后转温至480℃,保温5h,出炉;
四、将步骤三均匀加热处理的铸锭采用热轧机进行热轧处理,轧制道次表为384mm-372mm-360mm-333mm-307mm-280mm-252mm-223mm-192mm-165mm-138mm-112mm-88mm-72mm-59mm-38mm-24mm-14mm-7.5mm-5mm,轧制5.0mm道次时,切边至宽度为1420mm,获得卷材;
五、将步骤四热轧处理的卷材采用冷轧机进行冷轧,轧制道次为5.0mm-3.3mm-2.2mm-1.5mm,冷轧后卷材的规格为1.5mm×1420mm;
六、将步骤五得到的卷材采用拉弯矫直机进行清洗切边,控制清洗速度为85m/min,清洗水温为75-85℃,切边至卷材宽度为1212~1214mm;
七、将步骤六处理后的卷材进行去应力退火处理,控制炉气定温300℃,加热8h;
八、将步骤七处理后的卷材采用气垫炉进行淬火处理,控制炉气温度加热至530℃,将机组工艺段速度设定为20m/min,采用15-35℃的空气进行淬火,压力为2.5-4.0bar;
将在线矫直机延伸率设定为0.8%,对淬火后的卷材进行矫直处理;
九、将步骤八处理后的卷材进行人工时效处理,控制炉气定温200℃,测金属温度165℃转175℃,保温10h;
十、将步骤九处理后的卷材进行剪切,剪切长度为2000mm,获得成品板;
十一、将步骤十获得的成品板送检力学性能,检验合格,完成制造。
步骤一保持电阻反射炉中的合金熔体液面和流盘内的合金熔体液面在同一水平。
图1为实施例一制造获得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的成品照片。从图中可以看出,该方法制造的成品板材表面光滑、均一、无油斑、无擦伤、划伤等表面缺陷,同时保证外观质量;板形平整,保证制品成形精度及良品率。
将本实施例制造获得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材切取30mm×30mm试样进行偏光组织检查,金相显微镜,比例为1:100。
图2为实施例一制造获得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的显微组织照片,由图可以看出,制造的板材显微组织比较均匀,成品板材固溶充分,人工时效时将过饱和固溶体分解,析出足够的强化相,合金强度较高且延伸率较好,可保证力学性能,规定非比例伸长应力、抗拉强度及伸长率力学性能散差小,其优质性能满足用户使用要求。
将制得的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材进行力学性能分析,得到以下数据参数,详见表1。
表1:实施例一制得的气垫炉淬火的高硅铝合金板材的力学性能
从表中可以看出,其屈服强度均一,不同试样散差小,且满足标准要求的≥280MPa;抗拉强度均一,不同试样散差小,且满足标准要求的320MPa;延伸率满足标准要求的≥2%,产品性能的均一,保证了用户在使用过程中的稳定性。
从力学性能上看符合该合金技术标准,力学性能散差小,合金力学性能较均匀,说明合金在该淬火温度下固溶完全,在该温度及时间下均匀弥散析出,从而保证了合金力学性能。
本发明已以较佳实施案例揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业技术人员,未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本发明技术方案范围。
Claims (6)
1.一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于:它包括以下步骤:
一、按重量百分比:Si为11.5%~13.5%、Cu为0.50%~1.3%、Mg为0.8~1.3%、Ni为0.50%~1.3%、杂质Fe<1.0%、杂质Mn<0.2%、杂质Cr<0.1%、杂质Zn<0.25%、杂质Ti<0.15%、和余量的Al,分别称取原料,原料包括铝硅中间合金、铜锭、镁锭、铝镍中间合金和铝锭;
将铝锭加入到电阻反射炉内,加热温度至750℃~795℃,再加入铝硅中间合金,每10min~25min搅拌一次,共搅拌2~5次,保持熔体温度为750℃~795℃;然后加入铜锭,搅拌5min~10min,加入镁锭,搅拌8min~10min,加入铝镍中间合金,搅拌10min~15min,然后采用Ar-Cl2混合气体,精炼4min~10min,覆盖熔剂,得到合金熔体;
控制温度为740℃~760℃,将合金熔体导入电阻反射炉的静置炉中,通入Ar-Cl2混合气体,精炼8min~15min,然后静置8min~25min,然后进行半连续铸造,控制铸造速度为32mm/min~40mm/min,铸造温度为720℃~740℃,铸造冷却水压为0.03MPa~0.08MPa,得到铸锭;
二、将步骤一得到的铸锭进行铣面;
三、将步骤二铣面后的铸锭进行均匀加热处理,控制加热温度为535~545℃,保持3.5~4.5h,然后转温至475~485℃,保温4.5~5.5h,出炉;
四、将步骤三均匀加热处理的铸锭进行热轧处理,获得卷材;
五、将步骤四热轧处理的卷材进行冷轧;
六、将步骤五得到的卷材进行清洗切边;
七、将步骤六处理后的卷材进行去应力退火处理;
八、将步骤七处理后的卷材采用气垫炉进行淬火处理,矫直处理;
九、将步骤八处理后的卷材进行人工时效处理;
十、将步骤九处理后的卷材进行剪切,获得成品板;
十一、将步骤十获得的成品板送检力学性能,检验合格,完成制造;
步骤四采用热轧机进行热轧,轧制道次表为384mm-372mm-360mm-333mm-307mm-280mm-252mm-223mm-192mm-165mm-138mm-112mm-88mm-72mm-59mm-38mm-24mm-14mm-7.5mm-5mm,轧制5.0mm道次时,切边至宽度为1420mm;
步骤五采用冷轧机进行冷轧,轧制道次为5.0mm-3.3mm-2.2mm-1.5mm,冷轧后卷材的规格为1.5mm×1420mm;
步骤七所述去应力退火,控制炉气定温295~305℃,加热7.5~8.5h;
步骤八所述淬火处理,控制炉气温度加热至527~533℃,将机组工艺段速度设定为19.5~20.5m/min,采用15-35℃的空气进行淬火,压力为2.5-4.0bar;
步骤九所述人工时效处理,控制炉气定温195~205℃,测金属温度165℃转175℃,保温9.5~10.5h。
2.根据权利要求1所述的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于步骤一保持电阻反射炉中的合金熔体液面和流盘内的合金熔体液面在同一水平。
3.根据权利要求1所述的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于步骤二采用铣床进行铣面,控制每面的铣面的厚度为18~20mm,铣后表面平滑,铣面后铸锭规格为384mm×16000mm×5000mm。
4.根据权利要求1所述的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于步骤六采用拉弯矫直机进行清洗切边,控制清洗速度为85m/min,清洗水温为75-85℃,切边至卷材宽度为1212~1214mm。
5.根据权利要求1所述的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于步骤八将在线矫直机延伸率设定为0.7~0.9%,对淬火后的卷材进行矫直。
6.根据权利要求1所述的一种气垫炉淬火的高硅铝合金板材的制造方法,其特征在于步骤十采用横剪机进行剪切处理,剪切长度为2000~2005mm。
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