CN102876939B - 一种铝镁合金厚板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝镁合金厚板的制造方法，本发明涉及一种板材的制造方法。本发明是要解决目前还没有生产5083铝合金H321状态厚度12.5～75mm板材的工艺，而现有的铸造方法制备厚度12.5～75mm的H321状态的5083铝合金易产生强度低及延伸率差的问题。方法：一、熔炼；二、铸造；三、均火；四、轧制；五、退火。本发明方法填补了厚度为12.5～75mm的5083H321合金厚板制备方法的空白；本发明选择合理的工艺流程，使板材的屈服强度到达275～293MPa，抗拉强度达到350～365MPa，延伸率达到10.8～11.9%。本发明制备的铝镁合金厚板用于装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐工业领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种板材的制造方法。
背景技术
5083铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性及易于加工成形等特点，是Al-Mg系合金中的典型合金，在很多领域具有重要的应用价值。不同热处理状态的5083铝合金板材是装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐工业所用的主要材料。至今，多数镁合金制品主要通过铸造方法或机械加工方法获得，且多为铝镁合金薄板，采用现有的铸造方法制备厚度12.5mm～75mm的H321状态的5083铝合金容易产生强度低及延伸率差的问题，目前还没有成形的生产5083铝合金H321状态厚度12.5mm～75mm板材的生产工艺，不能满足市场对5083H321厚板的需求。
发明内容
本发明是要解决目前还没有成形的生产5083铝合金H321状态厚度12.5mm～75mm板材的生产工艺，而现有的铸造方法制备厚度12.5mm～75mm的H321状态的5083铝合金容易产生强度低及延伸率差的问题，而提供的一种铝镁合金厚板的制造方法。
一种铝镁合金厚板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si的质量分数为0.0001%～0.40%、Fe的质量分数为0.0001%～0.40%、Cu的质量分数为0.0001%～0.10%、Mn的质量分数为0.40％～1.0％、Mg的质量分数为4.0％～4.9％、Cr的质量分数为0.05％～0.25％、Ni的质量分数为0.0001%～0.01％、Zn的质量分数为0.0001%～0.25％、Ti的质量分数为0.0001%～0.15%、Zr的质量分数为0.0001%～0.01％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼3h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金熔液在温度为690℃～710℃、铸造速度为3.3mm/min～3.6mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为10℃～20℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为255mm～520mm的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为460℃～475℃条件下保温24h～25h进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中加热至470℃～500℃，保温6h～8h，再放入热轧机中，在压力为200T～1500T、温度为470℃～500℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，轧制得毛料板材；再将毛料板材放入加热炉中加热至360℃～380℃，保温2h～3h进行中间退火处理，再放入热轧机中，在压力为500T～1200T、温度为室温条件下按25％～35％的冷加工率进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3.0m/min，轧制得厚度为12.5mm～75mm的板材；
五、退火：将步骤四制得的板材放入加热炉中加热至110℃～130℃，保温1h～2h进行稳定化退火处理，再将板材放置5d～90d，得到铝镁合金厚板。
本发明制备的镁合金厚板中的单个杂质少于0.05％，全部杂质少于0.15%，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响。
本发明的有益效果是：本发明方法确定了铝镁合金厚板的生产方法，填补了厚度为12.5mm～75mm的5083H321合金厚板制备方法的空白；本发明选择合理的工艺流程，生产出了板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、铝镁合金厚板制品，使板材的屈服强度到达275MPa～293MPa，抗拉强度达到350MPa～365MPa，延伸率达到10.8%～11.9%。
本发明制备的铝镁合金厚板用于装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐工业领域。
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：本实施方式一种铝镁合金厚板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si的质量分数为0.0001%～0.40%、Fe的质量分数为0.0001%～0.40%、Cu的质量分数为0.0001%～0.10%、Mn的质量分数为0.40％～1.0％、Mg的质量分数为4.0％～4.9％、Cr的质量分数为0.05％～0.25％、Ni的质量分数为0.0001%～0.01％、Zn的质量分数为0.0001%～0.25％、Ti的质量分数为0.0001%～0.15%、Zr的质量分数为0.0001%～0.01％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼3h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金熔液在温度为690℃～710℃、铸造速度为3.3mm/min～3.6mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为10℃～20℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为255mm～520mm的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为460℃～475℃条件下保温24h～25h进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中加热至470℃～500℃，保温6h～8h，再放入热轧机中，在压力为200T～1500T、温度为470℃～500℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，轧制得毛料板材；再将毛料板材放入加热炉中加热至360℃～380℃，保温2h～3h进行中间退火处理，再放入热轧机中，在压力为500T～1200T、温度为室温条件下按25％～35％的冷加工率进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3.0m/min，轧制得厚度为12.5mm～75mm的板材；
五、退火：将步骤四制得的板材放入加热炉中加热至110℃～130℃，保温1h～2h进行稳定化退火处理，再将板材放置5d～90d，得到铝镁合金厚板。
本实施方式制备的镁合金厚板中的单个杂质少于0.05％，全部杂质少于0.15%，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中按Si的质量分数为0.02%～0.38%、Fe的质量分数为0.02%～0.38%、Cu的质量分数为0.02%～0.08%、Mn的质量分数为0.50％～0.90％、Mg的质量分数为4.2％～4.7％、Cr的质量分数为0.07％～0.23％、Ni的质量分数为0.0002%～0.009％、Zn的质量分数为0.02%～0.23％、Ti的质量分数为0.02%～0.13%、Zr的质量分数为0.0002%～0.009％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭。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：步骤一中在温度为710℃～740℃条件下熔炼3.5h～4.5h。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：步骤二中铝合金熔液在温度为700℃、铸造速度为3.5mm/min、冷却水强度为0.09MPa～0.14MPa、冷却水温度为12℃～18℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为260mm～300mm的铝合金铸锭。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：步骤三中在温度为465℃～470℃条件下进行均匀化退火处理。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：步骤四中放入电阻加热炉中加热至480℃～490℃。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：步骤四中按30％的冷加工率进行轧制。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：步骤四中轧制得厚度为20mm～50mm的板材。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：步骤五中加热炉加热至120℃。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：步骤五中板材放置10d～60d。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：
本实施例一种铝镁合金厚板的制造方法，具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si的质量分数为0.20%、Fe的质量分数为0.20%、Cu的质量分数为0.05%、Mn的质量分数为0.70％、Mg的质量分数为4.5％、Cr的质量分数为0.15％、Ni的质量分数为0.01％、Zn的质量分数为0.12％、Ti的质量分数为0.08%、Zr的质量分数为0.01％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为730℃条件下熔炼4h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金熔液在温度为700℃、铸造速度为3.3mm/min、冷却水强度为0.15MPa、冷却水温度为15℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为420的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为460℃条件下保温24h进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中加热至470℃，保温6h～8h，再放入2000mm热轧机中，在压力为1000T、温度为490℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min，轧制得毛料板材；再将毛料板材放入加热炉中加热至360℃，保温2h进行中间退火处理，再放入热轧机中，在压力为1000T、温度为室温条件下按25％的冷加工率进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min，轧制得厚度为12.5mm的板材；
五、退火：将步骤四制得的板材放入加热炉中加热至110℃，保温2h进行稳定化退火处理，再将板材放置5d，得到铝镁合金厚板。
本实施例制备的铝镁合金厚板，板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好，屈服强度为293MPa，抗拉强度为365MPa，延伸率为11.9%。
Claims (10)
1.一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于一种铝镁合金厚板的制造方法具体是按照以下步骤制备的：
一、熔炼：按Si的质量分数为0.0001%～0.40%、Fe的质量分数为0.0001%～0.40%、Cu的质量分数为0.0001%～0.10%、Mn的质量分数为0.40％～1.0％、Mg的质量分数为4.0％～4.9％、Cr的质量分数为0.05％～0.25％、Ni的质量分数为0.0001%～0.01％、Zn的质量分数为0.0001%～0.25％、Ti的质量分数为0.0001%～0.15%、Zr的质量分数为0.0001%～0.01％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为700℃～750℃条件下熔炼3h～5h，得到铝合金熔液；
二、铸造：将步骤一得到的铝合金熔液在温度为690℃～710℃、铸造速度为3.3mm/min～3.6mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为10℃～20℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为255mm～520mm的铝合金铸锭；
三、均火：将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中，在温度为460℃～475℃条件下保温24h～25h进行均匀化退火处理，得到处理后的铝合金铸锭；
四、轧制：将步骤三得到的处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮，再放入电阻加热炉中加热至470℃～500℃，保温6h～8h，再放入热轧机中，在压力为200T～1500T、温度为470℃～500℃条件下进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3m/min，轧制得毛料板材；再将毛料板材放入加热炉中加热至360℃～380℃，保温2h～3h进行中间退火处理，再放入热轧机中，在压力为500T～1200T、温度为室温条件下按25％～35％的冷加工率进行轧制，控制轧制速度为0.5m/min～3.0m/min，轧制得厚度为12.5mm～75mm的板材；
五、退火：将步骤四制得的板材放入加热炉中加热至110℃～130℃，保温1h～2h进行稳定化退火处理，再将板材放置5d～90d，得到铝镁合金厚板。
2.根据权利要求1所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤一中按Si的质量分数为0.02%～0.38%、Fe的质量分数为0.02%～0.38%、Cu的质量分数为0.02%～0.08%、Mn的质量分数为0.50％～0.90％、Mg的质量分数为4.2％～4.7％、Cr的质量分数为0.07％～0.23％、Ni的质量分数为0.0002%～0.009％、Zn的质量分数为0.02%～0.23％、Ti的质量分数为0.02%～0.13%、Zr的质量分数为0.0002%～0.009％、余量为Al称取纯镁锭、铝-锰中间合金、铝-钛中间合金、铝-硅中间合金、铝-铁中间合金、电解铜、铝-镍中间合金、铝-锌中间合金和重熔用铝锭。
3.根据权利要求2所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤一中在温度为710℃～740℃条件下熔炼3.5h～4.5h。
4.根据权利要求3所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤二中铝合金熔液在温度为700℃、铸造速度为3.5mm/min、冷却水强度为0.09MPa～0.14MPa、冷却水温度为12℃～18℃的条件下采用半连续铸造法铸造成厚度为260mm～300mm的铝合金铸锭。
5.根据权利要求4所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤三中在温度为465℃～470℃条件下进行均匀化退火处理。
6.根据权利要求5所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤四中放入电阻加热炉中加热至480℃～490℃。
7.根据权利要求6所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤四中按30％的冷加工率进行轧制。
8.根据权利要求7所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤四中轧制得厚度为20mm～50mm的板材。
9.根据权利要求8所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤五中加热炉加热至120℃。
10.根据权利要求9所述一种铝镁合金厚板的制造方法，其特征在于步骤五中板材放置10d～60d。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |