CN100482829C - 列车车厢用铝合金板材的制造方法 - Google Patents
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Abstract
列车车厢用铝合金板材的制造方法，它涉及列车车厢用铝合金板材的制造方法。它解决了5383合金板材在大工业生产中存在热轧开裂、非比例延伸强度低、板材进行机械加工时变形翘曲的问题。板材按重量由以下成分组成：Si≤0.25%，Fe≤0.25%，Cu≤0.20%，Mn：0.7-1.0%，Mg：4.0-5.2%，Cr≤0.25%，Zn≤0.40%，Ti≤0.15%，Zr≤0.20%，其余为Al。制造方法通过下述步骤实现：熔炼铸造合金铸锭；均匀化退火，温度为450℃至480℃，保温时间35小时；热轧，温度为450℃至480℃；冷轧达到成品板材的厚度；稳定化处理，温度为80℃至100℃，保温时间为6小时。
Description
技术领域
本发明涉及列车车厢用铝合金板材的制造方法。
背景技术
用铝合金板材代替原来铁路货车车厢的钢铁结构材料，可显著减少车厢本体重量，在相同牵引力作用下，每节车厢可增加4吨左右的载重量。牌号为5383的合金属于Al-Mg系合金，具有一定的成型性和耐蚀性，现主要用于制造罐体等。虽然5383合金强度和焊接性能高于5083等合金，但其在大工业生产中存在热轧开裂、非比例延伸强度低、板材进行机械加工时变形翘曲等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种列车车厢用铝合金板材的制造方法，以解决5383合金板材在大工业生产中存在热轧开裂、非比例延伸强度低、板材进行机械加工时变形翘曲的问题。列车车厢用铝合金板材的制造方法，板材按重量由以下成分组成：Si≤0.25％，Fe≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn：0.7—1.0％，Mg：4.0—5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al。制造方法通过下述步骤实现：一、熔炼铸造合金铸锭；二、均匀化退火，温度为450℃至480℃，保温时间35小时；三、热轧，加热温度为450℃至480℃，保温时间为4小时至8小时，热轧后毛料板材的厚度应根据成品板材的厚度，预留20％至25％的冷轧加工量；四、冷轧达到成品板材的厚度；五、稳定化处理，稳定化温度为80℃至100℃，保温时间为6小时。原材料采用铝、电解铜、镁锭、锌锭、锆盐、Al-Mn合金和Al-Cr合金，熔铸工具涂TiO2作保护，原料装炉时先装铝、锆盐、Al-Mn合金和Al-Cr合金，待炉料熔化产生液面后加入电解铜和锌锭并使二者不露出液面，炉内温度达到740℃时加入镁锭并充分搅拌，接着加Al-Ti-B作为晶粒细化剂，为了提高铸锭的冶金质量，对熔体进行精炼和过滤，去掉杂质，精炼温度为730℃至750℃。
本发明制造的板材力学性能为：抗拉强度不小于305N/mm2，非比例延伸强度不小于220N/mm2，断后伸长率不小于12％。在工业生产中不容易热轧开裂，延伸强度高，板材进行机械加工时不容易变形翘曲。
附图说明
图1是本发明合金铸锭的铸态扫描电镜背散射图片，图2是合金均火温度对铸锭常温拉伸性能的影响关系示意图，图3是稳定化温度对板材常温力学性能的影响关系示意图，图4退火温度对合金常温力学性能的影响关系示意图，图5是合金热塑性图，图6是实施方式一中第一步骤熔炼铸造合金铸锭过程中用陶瓷片过滤熔体的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的板材按重量由以下成分组成：Si≤0.25％，Fe≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn：0.7—1.0％，Mg：4.0—5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al。
板材的制造通过下述步骤完成：一、熔炼铸造合金铸锭：原材料采用铝、电解铜、镁锭、锌锭、锆盐(即K2ZrF6)、Al-Mn合金(即Al-11％Mn)和Al-Cr(即Al-4％Cr)合金，熔铸工具涂TiO2作保护，原料装炉时先装铝、锆盐、Al-Mn合金和Al-Cr合金，待炉料熔化产生液面后加入电解铜和锌锭并使二者不露出液面，炉内温度达到740℃时加入镁锭并充分搅拌，接着加Al-Ti-B作为晶粒细化剂，为了提高铸锭的冶金质量，对熔体进行精炼和过滤，去掉杂质，精炼温度为730℃至750℃。通过图1可以看出铸锭合金中存在Al8(FeMn)2Si、Mg2Al3、Mg2Si三种结晶相，分别为图1中a点、b点c点所指的结晶相，其中b点所指类型中含有少量Cu和Zn元素。为了提高铸锭质量，减少铸锭中的含氢量以及氧化膜和夹杂，在炉内分别用精炼剂和氩气对熔体进行精炼，并采用双级陶瓷片过滤，如图6所示，熔体依次经过陶瓷片1和陶瓷片2的过滤，从而去掉部分杂质。陶瓷片1选用30ppi，即每平方英寸30个孔的陶瓷片，陶瓷片1选用50ppi，即每平方英寸50个孔的陶瓷片。
二、均匀化退火，温度为450℃至480℃，保温时间35小时；如图2、4所示，均匀化退火能消除晶内偏析和铸造应力，使板材具有较好的加工性能。5383铸锭热轧开裂或边部开裂会使后续生产无法进行，而且这种开裂的比例相当大，本发明通过降低Fe、Si杂质含量，增加Cu、Zn和Zr形成了一种新型铝合金，它的实际室温力学性能比现有板材高，耐腐蚀性能、机械加工性能、焊接性能一样优良。
三、热轧，加热温度为450℃至480℃，保温时间为4小时至8小时，热轧后毛料板材的厚度应根据成品板材的厚度，预留20％至25％的冷轧加工量；具体热轧量可以按照表1的规定执行。
表1
四、冷轧达到成品板材的厚度；
五、稳定化处理，稳定化温度为80℃至100℃，保温时间为6小时。如图3所示，稳定化退火效果决定板材的最终力学性能和耐腐蚀性能。
Claims (1)
1、列车车厢用铝合金板材的制造方法，板材按重量由以下成分组成：Si≤0.25％，Fe≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn：0.7—1.0％，Mg：4.0—5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，单个杂质≤0.05％，合计杂质≤0.15％，其余为Al；其特征在于制造方法通过下述步骤实现：一、熔炼铸造合金铸锭；二、均匀化退火，温度为450℃至480℃，保温时间35小时；三、热轧，加热温度为450℃至480℃，保温时间为4小时至8小时，热轧后毛料板材的厚度应根据成品板材的厚度，预留20％至25％的冷轧加工量；四、冷轧达到成品板材的厚度；五、稳定化处理，稳定化温度为80℃至100℃，保温时间为6小时；原材料采用铝、电解铜、镁锭、锌锭、锆盐、Al-Mn合金和Al-Cr合金，熔铸工具涂TiO2作保护，原料装炉时先装铝、锆盐、Al-Mn合金和Al-Cr合金，待炉料熔化产生液面后加入电解铜和锌锭并使二者不露出液面，炉内温度达到740℃时加入镁锭并充分搅拌，接着加Al-Ti-B作为晶粒细化剂，为了提高铸锭的冶金质量，对熔体进行精炼和过滤，去掉杂质，精炼温度为730℃至750℃。
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