RU2801806C1 - METHOD FOR PRODUCING CLAD SHEETS FROM AN ALLOY BASED ON THE Al-Cu-Mg-Mn SYSTEM - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING CLAD SHEETS FROM AN ALLOY BASED ON THE Al-Cu-Mg-Mn SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU2801806C1
RU2801806C1 RU2022132295A RU2022132295A RU2801806C1 RU 2801806 C1 RU2801806 C1 RU 2801806C1 RU 2022132295 A RU2022132295 A RU 2022132295A RU 2022132295 A RU2022132295 A RU 2022132295A RU 2801806 C1 RU2801806 C1 RU 2801806C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cladding
alloy
layer
hot rolling
sheets
Prior art date
Application number
RU2022132295A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Станислав Валерьевич Семовских
Михаил Васильевич Царев
Сергей Александрович Кудлаев
Дмитрий Васильевич Гусев
Елена Владимировна Толкуй
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС")
Акционерное общество "Алюминий металлург Рус" (АО "АМР")
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС"), Акционерное общество "Алюминий металлург Рус" (АО "АМР") filed Critical Открытое акционерное общество "Всероссийский институт легких сплавов" (ОАО "ВИЛС")
Application granted granted Critical
Publication of RU2801806C1 publication Critical patent/RU2801806C1/en

Links

Abstract

FIELD: metal industry.
SUBSTANCE: invention relates to the production of clad sheets from high-strength aluminium alloys, namely alloys based on the Al-Cu-Mg-Mn system, used as a structural material in aircraft. Cladding plates from an alloy of the Al-Mg-Si system are welded to the base layer from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system. Cladding boards are preliminarily obtained by hot rolling a three-layer package consisting of a central layer of a cladding alloy of the Al-Mg-Si system, coated on both sides with technical aluminium sheets of a given thickness. Then the resulting cladding plates are placed on both sides of the workpiece from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system and they are welded by hot rolling. Preliminary heating of the package upon receipt of cladding plates and when welding cladding plates to the main layer is carried out at a temperature of 420-465°C for 4-12 hours, and hot rolling - at a temperature of 380-465°C.
EFFECT: method provides defect-free welding of the cladding layer to the base Al-Cu-Mg-Mn alloy.
1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам получения плакированных листов из сплавов на основе системы Al-Cu-Mg-Mn, применяемых в качестве конструкционного материала в летательных аппаратах.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to methods for producing clad sheets from alloys based on the Al-Cu-Mg-Mn system used as a structural material in aircraft.

Известен способ получения плакированных листов из сплавов на основе алюминия в том числе из сплавов системы Al-Cu-Mg-Mn, при котором плакирование осуществляют путем совместной горячей прокатки фрезерованной литой заготовки - сляба с наложенными на него с обеих сторон планшетами из алюминия марки АД1 (см. Алюминиевые сплавы. Производство полуфабрикатов из алюминиевых сплавов. Справочное руководство. Из-во «Металлургия». 1971. С. 55-57).A known method for producing clad sheets from aluminum-based alloys, including alloys of the Al-Cu-Mg-Mn system, in which cladding is carried out by joint hot rolling of a milled cast billet - a slab with AD1 grade aluminum plates superimposed on it on both sides ( see "Aluminum alloys. Production of semi-finished products from aluminum alloys. Reference guide. Iz-vo "Metallurgy", 1971, pp. 55-57).

Недостатком данного способа является пониженная прочность плакированных листов из-за низкой прочности материала плакирующего слоя.The disadvantage of this method is the reduced strength of the clad sheets due to the low strength of the material of the cladding layer.

Известен способ получения плакированных листов из сплавов на основе алюминия системы Al-Cu-Mg-Mn, заключающийся в том, что отливают слиток полунепрерывным методом, гомогенизируют, подвергают механической обработке, наносят с обеих сторон заготовки планшеты из сплава АД35 и осуществляют совместную горячую и затем холодную прокатку (статья Антипов В.В., Чертовиков В.М., Ткаченко Е.А., Горохов В.П. Разработка и исследование крупногабаритных обшивочных листов марки 1163 РДТВ с регламентированной твердой плакировкой и улучшенными служебными характеристиками по сравнению с аналогичными характеристиками серийных листов». «Цветные металлы» 2013. №9).A known method for producing clad sheets from alloys based on aluminum of the Al-Cu-Mg-Mn system, which consists in casting an ingot by a semi-continuous method, homogenizing, subjecting to machining, applying AD35 alloy plates on both sides of the workpiece and carrying out joint hot and then cold rolling (article Antipov V.V., Chertovikov V.M., Tkachenko E.A., Gorokhov V.P. Development and research of large-sized sheathing sheets of brand 1163 RDTV with regulated hard cladding and improved service characteristics compared to similar characteristics of serial sheets". "Non-ferrous metals" 2013. No. 9).

Недостатком известного способа является образование дефектов в виде подпланшетных пузырей, несплошностей, располагающихся между основным металлом и металлом плакировки, что снижает выход годного при производстве плакированных листов из алюминиевых сплавов на основе системы Al-Cu-Mg-Mn.The disadvantage of the known method is the formation of defects in the form of subplate bubbles, discontinuities located between the base metal and the cladding metal, which reduces the yield in the production of clad sheets from aluminum alloys based on the Al-Cu-Mg-Mn system.

Заявленный способ получения плакированных листов из алюминиевых сплавов на основе системы Al-Cu-Mg-Mn, обеспечивающий надежную бездефектную приварку плакирующего покрытия к основному металлу и заключающийся в нанесении плакирующего покрытия с помощью использования специально подготовленного планшета, полученного горячей прокаткой трехслойного пакета, состоящего слоя плакировочного сплава Al-Mg-Si, в том числе АД35, покрытого с обеих сторон листами из технического алюминия АД1, обеспечивающих бездефектную приварку плакирующего слоя к основному сплаву Al-Cu-Mg-Mn.The claimed method for producing clad sheets from aluminum alloys based on the Al-Cu-Mg-Mn system, which provides reliable defect-free welding of the cladding coating to the base metal and consists in applying a cladding coating using a specially prepared plate obtained by hot rolling a three-layer package consisting of a cladding layer Al-Mg-Si alloy, including AD35, coated on both sides with technical aluminum sheets AD1, providing defect-free welding of the cladding layer to the base Al-Cu-Mg-Mn alloy.

Техническое решение настоящего изобретения является обеспечение качественной приварки слоев «твердой» плакировки из сплавов системы Al-Mg-Si к основному слою из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn за счет повышения свариваемости плакирующего слоя с основным металлом при горячей прокатке, повышение качества поверхности листов. Способ заключается в подготовке пакета, нагреве пакета перед прокаткой, горячей прокатке, охлаждении до комнатной температуры. Пакет состоит из основного слоя и плакирующих слоев, при этом, листы для плакирующих слоев получены горячей прокаткой и состоят из слоя алюминиевого сплава плакированного техническим алюминием с двух сторон.The technical solution of the present invention is to ensure high-quality welding of layers of "hard" cladding from alloys of the Al-Mg-Si system to the main layer of an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system by increasing the weldability of the cladding layer with the base metal during hot rolling, improving the surface quality sheets. The method consists in preparing the package, heating the package before rolling, hot rolling, cooling to room temperature. The package consists of a base layer and cladding layers, while the sheets for cladding layers are obtained by hot rolling and consist of an aluminum alloy layer clad with technical aluminum on both sides.

Поставленная задача достигается тем, что предложенный способ изготовления листов из термически упрочняемых алюминиевых сплавов, включающий сборку пакета 1 состоящего из заготовки из сплава системы Al-Mg-Si, покрытого с обеих сторон листами (планшетами) из технического алюминия, горячую прокатку пакета 1 на плакировочный планшет, сборку пакета 2 состоящего из заготовки из основного металла из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn с плакировочными планшетами из сплава Al-Mg-Si и технического алюминия, горячую прокатку пакета 2 на заданную толщину.The task is achieved by the fact that the proposed method for manufacturing sheets from heat-hardened aluminum alloys, including the assembly of a package 1 consisting of a workpiece from an alloy of the Al-Mg-Si system, coated on both sides with sheets (plates) of technical aluminum, hot rolling of the package 1 on a cladding plate, assembly of package 2 consisting of a billet of the base metal from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system with cladding tablets made of Al-Mg-Si alloy and technical aluminum, hot rolling of package 2 to a given thickness.

Пакет 1 состоит из основного слоя и плакирующих слоев, при этом, листы для плакирующих слоев получены горячей прокаткой и состоят из слоя алюминиевого сплава плакированного алюминием с двух сторон. Нагрев пакета перед прокаткой планшет ведут при температурах 420-465°С в течение 4-12 часов, прокатку в размер ведут при температурах 390-465°С. Нагрев пакета 1 состоящего из основного слоя и планшет ведут при температурах 420-465°С в течение 4-12 часов. Прокатку в размер ведут при температурах 390-465°С. Толщина плакирующего слоя из алюминиевого сплава в прокатанном листе составляет 1-12% толщины листа.Package 1 consists of a base layer and cladding layers, while the sheets for cladding layers are obtained by hot rolling and consist of an aluminum alloy layer clad with aluminum on both sides. Heating of the package before rolling the tablet is carried out at temperatures of 420-465°C for 4-12 hours, rolling to size is carried out at temperatures of 390-465°C. Heating of the package 1 consisting of the main layer and the tablet is carried out at temperatures of 420-465°C for 4-12 hours. Rolling to size is carried out at temperatures of 390-465°C. The thickness of the aluminum alloy cladding layer in the rolled sheet is 1-12% of the sheet thickness.

Пакет 2 также состоит из основного слоя и плакирующих слоев, при этом, листы для плакирующих слоев получены горячей прокаткой и состоят из слоя алюминиевого сплава плакированного алюминием с двух сторон. Нагрев пакета 2 ведут при температурах 420-465°С в течение 4-12 часов, прокатку в размер ведут при температурах 380-465°С, охлаждение ведут до комнатной температуры.Package 2 also consists of a base layer and cladding layers, while the sheets for cladding layers are obtained by hot rolling and consist of an aluminum alloy layer clad with aluminum on both sides. Package 2 is heated at temperatures of 420-465°C for 4-12 hours, rolling to size is carried out at temperatures of 380-465°C, cooling is carried out to room temperature.

Сборку плакировочного пакета 1 проводят в следующем порядке:The assembly of the cladding package 1 is carried out in the following order:

- верхний слой - лист из технического алюминия толщиной 2,2-15% от толщины среднего слоя;- the top layer is a sheet of technical aluminum with a thickness of 2.2-15% of the thickness of the middle layer;

- средний слой - литая гомогенизированная, фрезерованная заготовка из сплава системы Al-Mg-Si;- middle layer - cast homogenized, milled workpiece from an alloy of the Al-Mg-Si system;

- нижний слой - лист из технического алюминия толщиной 2,2-15% от толщины среднего слоя;- the bottom layer - a sheet of technical aluminum with a thickness of 2.2-15% of the thickness of the middle layer;

Нагрев пакета 1 ведут при температурах 420-465°С в течение 4-12 часов, прокатку в размере ведут при температурах 380-465°С, охлаждение ведут до комнатной температуры. После горячей прокатки пакета 1 получают листы (планшеты) заданной толщины, состоящие из трех слоев: плакирующий слой из алюминия, слой из сплава системы Al-Mg-Si, плакирующий слой из алюминия.Package 1 is heated at temperatures of 420-465°C for 4-12 hours, rolling in size is carried out at temperatures of 380-465°C, cooling is carried out to room temperature. After hot rolling of package 1, sheets (plates) of a given thickness are obtained, consisting of three layers: a cladding layer of aluminum, a layer of an alloy of the Al-Mg-Si system, a cladding layer of aluminum.

Сборку пакета 2 проводят в следующем порядке:Package 2 is assembled in the following order:

- верхний слой - плакировочный планшет, состоящий из листа сплава Al-Mg-Si толщиной 2,2-15% от толщины среднего слоя, предварительно плакированный снизу и сверху алюминием;- top layer - cladding plate, consisting of a sheet of Al-Mg-Si alloy with a thickness of 2.2-15% of the thickness of the middle layer, pre-clad from below and above with aluminum;

- средний слой - литая гомогенизированная, фрезерованная заготовка из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn;- middle layer - cast homogenized, milled workpiece from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system;

- нижний слой - плакировочный планшет, состоящий из листа сплава Al-Mg-Si толщиной 2,2-15% от толщины среднего слоя, предварительно плакированный снизу и сверху техническим алюминием.- lower layer - cladding plate, consisting of an Al-Mg-Si alloy sheet with a thickness of 2.2-15% of the thickness of the middle layer, pre-clad from below and above with technical aluminum.

Нагрев пакета 2 ведут при температурах 410-465°С в течении 4-12 часов, прокатку в размер ведут при температуре 380-465°С, охлаждение ведут до комнатной температуры.Package 2 is heated at temperatures of 410-465°C for 4-12 hours, rolling to size is carried out at a temperature of 380-465°C, cooling is carried out to room temperature.

В зависимости от толщины проката и дальнейшей обработки получают рулон или карточки.Depending on the thickness of the rolled products and further processing, a roll or cards are obtained.

ПримерExample

Для изготовления листов с «твердой» плакировкой по изобретению изготавливали планшет для «твердой» плакировки, затем изготавливали лист с «твердой» плакировкой.For the manufacture of "hard" cladding sheets according to the invention, a "hard" cladding plate was made, then a "hard" cladding sheet was made.

Для изготовления планшет для «твердой» плакировки из сплава АД35 использовали гомогенизированные фрезерованные заготовки из слитков, изготовленных полунепрерывным литьем. Из заготовок АД35 толщиной 275 мм и планшет из алюминия толщиной 7 мм собирали пакет, нагревали его до температуры 440°С в течение 6 часов, проводили прокатку при температурах 440-390°С до толщины 7 мм, охлаждали до комнатной температуры, производили резку планшет.For the manufacture of plates for "hard" cladding of the AD35 alloy, homogenized milled blanks from ingots made by semi-continuous casting were used. From blanks AD35 275 mm thick and an aluminum plate 7 mm thick, a package was assembled, heated to a temperature of 440°C for 6 hours, rolled at temperatures of 440-390°C to a thickness of 7 mm, cooled to room temperature, and the plate was cut. .

Для изготовления листа с «твердой» плакировкой использовали гомогенизированные фрезерованные заготовки из сплава 1163 из слитков изготовленных полунепрерывным литьем и планшеты сплава АД35 плакированные алюминием. Из заготовок 1163 толщиной 270 мм и планшет АД35 толщиной 7 мм плакированных алюминием собирали пакет, нагревали его до температуры 440°С в течение 6 часов, проводили прокатку при температурах 440-390°С до толщины 7 мм, охлаждали до комнатной температуры, производили резку на листы для дальнейшей обработки.For the manufacture of a sheet with a "hard" cladding, homogenized milled blanks from alloy 1163 from ingots made by semi-continuous casting and AD35 alloy plates clad with aluminum were used. From blanks 1163 with a thickness of 270 mm and an AD35 plate with a thickness of 7 mm clad with aluminum, a package was assembled, heated to a temperature of 440°C for 6 hours, rolled at temperatures of 440-390°C to a thickness of 7 mm, cooled to room temperature, and cut sheets for further processing.

Практика работы последних лет показала, что применение листов из сплава системы Al-Mg-Si предварительно плакированных техническим алюминием позволяет обеспечить высоко качественную бездефектную приварку планшета Al+Al-Mg-Si+Al к основному металлу из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn за счет присутствия на соприкасающихся поверхностях плакирующих листов сплава системы Al-Mg-Si и сплава системы Al-Cu-Mg-Mn алюминия при горячей прокатке. Данный способ с использованием промежуточных слоев из алюминия позволяет получать листы с твердой плакировкой, при этом отсутствуют (исключаются) дефекты, обусловленные плохой приваркой плакирующего слоя «твердой» плакировки к основному слою, такие как, под планшетные пузыри и другие.The practice of work in recent years has shown that the use of sheets from an alloy of the Al-Mg-Si system pre-clad with technical aluminum makes it possible to provide high-quality defect-free welding of an Al + Al-Mg-Si + Al plate to the base metal from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system due to the presence on the contacting surfaces of the cladding sheets of the Al-Mg-Si system alloy and Al-Cu-Mg-Mn aluminum system alloy during hot rolling. This method, using intermediate layers of aluminum, makes it possible to obtain sheets with a hard cladding, while there are no (excluded) defects caused by poor welding of the cladding layer of the "hard" cladding to the main layer, such as under tablet bubbles and others.

В таблице показано преимущество данного способа, его экономическая выгода и улучшение качества листа с твердой плакировкой.The table shows the advantage of this method, its economic benefits and improvement in the quality of the hard clad sheet.

Claims (1)

Способ изготовления плакированных листов из высокопрочных алюминиевых сплавов, включающий приварку плакирующих планшетов из сплава системы Al-Mg-Si к основному слою из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn, отличающийся тем, что плакирующие планшеты предварительно получают путем горячей прокатки трехслойного пакета, состоящего из центрального слоя плакировочного сплава системы Al-Mg-Si, покрытого с обеих сторон листами из технического алюминия, толщиной от 2,2 до 15% от толщины упомянутого центрального слоя, а затем полученные плакирующие планшеты размещают с обеих сторон заготовки из сплава системы Al-Cu-Mg-Mn и осуществляют их приварку горячей прокаткой, при этом предварительный нагрев пакета при получении плакирующих планшетов и при приварке плакирующих планшетов к основному слою проводят при температуре 420-465°С в течение 4-12 часов, а горячую прокатку - при температуре 380-465°С.A method for manufacturing clad sheets from high-strength aluminum alloys, which includes welding cladding plates from an alloy of the Al-Mg-Si system to the main layer from an alloy of the Al-Cu-Mg-Mn system, characterized in that the cladding plates are preliminarily obtained by hot rolling a three-layer package consisting from the central layer of the cladding alloy of the Al-Mg-Si system, coated on both sides with technical aluminum sheets, with a thickness of 2.2 to 15% of the thickness of the said central layer, and then the resulting cladding plates are placed on both sides of the workpiece from the alloy of the Al- Cu-Mg-Mn and carry out their welding by hot rolling, while the pre-heating of the package when receiving cladding plates and when welding cladding plates to the main layer is carried out at a temperature of 420-465 ° C for 4-12 hours, and hot rolling - at a temperature 380-465°С.
RU2022132295A 2022-12-09 METHOD FOR PRODUCING CLAD SHEETS FROM AN ALLOY BASED ON THE Al-Cu-Mg-Mn SYSTEM RU2801806C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2801806C1 true RU2801806C1 (en) 2023-08-15

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025238C1 (en) * 1992-06-15 1994-12-30 Ступинский металлургический комбинат Method of making clad sheets
RU2263014C1 (en) * 2004-07-06 2005-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт Method for producing sheets of aluminum and low-strength aluminum alloys having thickened cladding layer of high-strength aluminum alloys
WO2016106007A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 Novelis Inc. Clad sheets for heat exchangers
RU2637842C1 (en) * 2016-11-11 2017-12-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for producing super-ductile clad material based on aluminium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2025238C1 (en) * 1992-06-15 1994-12-30 Ступинский металлургический комбинат Method of making clad sheets
RU2263014C1 (en) * 2004-07-06 2005-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный вечерний металлургический институт Method for producing sheets of aluminum and low-strength aluminum alloys having thickened cladding layer of high-strength aluminum alloys
WO2016106007A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-30 Novelis Inc. Clad sheets for heat exchangers
RU2637842C1 (en) * 2016-11-11 2017-12-07 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method for producing super-ductile clad material based on aluminium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНТИПОВ В.В. и др. "Разработка и исследование крупногабаритных обшивочных листов марки 1163 РДТВ с регламентированной твердой плакировкой и улучшенными служебными характеристиками по сравнению с аналогичными характеристиками серийных листов", журнал "Цветные металлы" 2013. N9. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1942595B (en) In-line method of making heat-treated and annealed aluminum alloy sheet
US11766846B2 (en) Clad aluminum alloy products
CN1274431C (en) Method for processing a continuously cast metal slab or strip, and plate or strip produced in this way
CN103818051B (en) A kind of aluminium alloy compound foil and preparation method thereof
CN104114726A (en) Aluminum alloy sheet with excellent baking-paint curability
JPH08509265A (en) Clad metal product and manufacturing method
US20100159266A1 (en) Clad can body stock
CN106563708B (en) Automobile water tank radiator ultrahigh-strength aluminum alloy composite strip and its manufacturing method
Mittler et al. Fabrication and processing of metallurgically bonded copper bimetal sheets
RU2456526C2 (en) Side material and method for its manufacture, and manufacturing method of plated element for heat exchanger
Jiang et al. Direct-chill semi-continuous casting process of three-layer composite ingot of 4045/3004/4045 aluminum alloys
RU2801806C1 (en) METHOD FOR PRODUCING CLAD SHEETS FROM AN ALLOY BASED ON THE Al-Cu-Mg-Mn SYSTEM
Cheng et al. Study on the effects of initial temperature and thickness ratio of component metals on the preparation of aluminum/steel clad plates by the new different temperature rolling method
Wagstaff et al. Direct chill casting of CLAD ingot
Płonka et al. Studies of the AA2519 alloy hot rolling process and cladding with EN AW-1050A alloy
JP5894354B2 (en) Side material, clad material for heat exchanger, and manufacturing method thereof
US20230256503A1 (en) Direct chill cast aluminum ingot with composition gradient for reduced cracking
US6696175B2 (en) Unrecrystallized layer and associated alloys and methods
JP2003071588A (en) Brazing filler sheet, brazing sheet, and manufacturing method therefor
NL1038432C2 (en) Clad metal product and method of its manufacture.
CN114148046A (en) Aluminum alloy composite material and preparation method and application thereof
SU1572772A1 (en) Method of producing cladded strip
WO2023079572A1 (en) Method of making aluminium brazing sheet
Muraca et al. Materials data handbook: Aluminum alloy 6061
JPH02138446A (en) Manufacture of thick aluminum alloy plate free from internal defect