CN109055788A - 一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金技术领域，涉及一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，熔铸后的铝合金铸锭在500±5℃保温3～5h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧坯料到冷轧成品之间预留10～50％变形量，对于热轧坯料到冷轧成品之间变形量大于50％的产品，需在材料冷轧过程中进行一次中间退火，板材进行中间退火后，预留10～50％的变形量，冷轧后的成品进行再结晶退火，退火温度为300～350℃，退火时间为2～5h，最后进行横剪分切得到铝合金板材，该工艺消除了5系铝合金O态薄板表面出现的横纹，有效改善板材的表面质量。
Description
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，涉及一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺。
背景技术
随着社会发展和科技进步，铝和铝合金加工产业和技术获得了飞速发展，5XXX铝合金由于其密度小，具有良好的塑性和耐蚀性，而被广泛应用于汽车、船舶和建筑等领域。一些特定领域的应用对合金的表面质量要求更是极高，有时在冷轧O态退火后横剪分切的铝合金薄板会出现表面横纹，使材料的表面光洁度下降，给喷漆等工艺带来困难，从而影响合金后续的加工和使用。因此，在保证材料性能的前提下，提升板材表面质量，尤其是有效控制铝合金薄板表面横纹，进而提高铝合金材料的经济效益，成为整个轧制生产线的关键技术。
本发明所公开的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺中，铝合金板材冷轧后进行O态退火后，小加工率使表面组织与内部组织不同，两部分组织在变形过程中变形不同步，从而达到消除横纹的目的。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决现有工艺制备的5系铝合金薄板表面容易出现横纹，影响板材表面质量的问题，提供一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺。
为达到上述目的，本发明提供一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，包括如下步骤：
A、将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为740～750℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15～20min，精炼温度为730±5℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720±5℃静置20～30min，向精炼炉熔体中通入惰性气体并搅拌熔体，利用惰性气体除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720±5℃，再使用细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500±5℃保温3～5h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧坯料到冷轧成品之间预留10～50％变形量，对于热轧坯料到冷轧成品之间变形量大于50％的产品，需在材料冷轧过程中进行一次中间退火，板材进行中间退火后，预留10～50％的变形量，冷轧后的成品进行再结晶退火，退火温度为300～350℃，退火时间为2～5h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
进一步，步骤A中铝合金原料按照如下重量份数比配制：Si 0.13～0.15％、Fe0.20～0.30％、Cu≤0.015％、Mn 0.22～0.28％、Mg 2.50～3.00％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.02％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al。
进一步，步骤B中惰性气体为高纯氩气，细化剂为铝钛硼丝细化剂。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为3～6mm，经冷轧后将坯料厚度降至3mm，其中材料最终冷轧变形量为10～50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为4.5～10mm，经冷轧后将坯料厚度降至2mm，其中材料冷轧的过程中进行一次中间退火，中间退火后预留冷轧变形量为10～50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为6mm，经4.5mm-3.69mm-3mm三次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为3.5mm，经一次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为14.3％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为4.5mm，经3.3mm-2.4mm-中间退火-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为16.7％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
进一步，步骤C热轧后坯料厚度为10mm，经7.5mm-5.2mm-3.9mm中间退火-3mm-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为48.7％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
本发明的有益效果在于：
1、本发明所公开的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，使得制备的5系铝合金板材在保证材料性能的前提下，提升板材表面质量，有效控制铝合金薄板表面横纹。将热轧后的铝合金板材进行冷轧，冷轧后铝合金板材的最终冷轧变形量控制在10～50％，对冷轧的铝合金进行O态退火，经过横剪分切后，将铝合金板材表面的横纹消除，达到提升铝合金板材表面质量的目的，使得材料的综合性能更加优良，应用前景会更加广阔。
2、本发明所公开的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，此制备工艺为热轧坯料到冷轧成品之间预留10～50％变形量；对于热轧坯料到冷轧成品之间变形量大于50％的产品，需在成品退火前进行一次中间退火，进行中间退火后，预留10～50％的变形量。冷轧后进行成品再结晶退火，然后进行横剪分切，得到5系铝合金板材，通过工艺的改变，使得最终制备的5系铝合金O态薄板表面横纹消除，板材表面质量更佳。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例1获得的表面无横纹的5系铝合金板材形貌示意图；
图2为本发明对比例1获得的表面有横纹的5系铝合金板材形貌示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，以成品3mm为例，包括如下步骤：
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.141％、Fe 0.27％、Cu 0.011％、Mn0.236％、Mg 2.911％、Cr 0.091％、Zn 0.007％、Ti 0.016％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为745℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15min，精炼温度为730℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720℃静置20min，向精炼炉熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用高纯氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃，再使用铝钛硼丝细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500℃保温4h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧后坯料厚度为6mm，经4.5mm、3.69mm和3mm三次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到如图1所示的5系铝合金板材。
实施例2
一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，以成品3mm为例，包括如下步骤：
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.141％、Fe 0.27％、Cu 0.011％、Mn0.236％、Mg 2.911％、Cr 0.091％、Zn 0.007％、Ti 0.016％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为745℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15min，精炼温度为730℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720℃静置20min，向精炼炉熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用高纯氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃，再使用铝钛硼丝细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500℃保温4h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧后坯料厚度为3.5mm，经一次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为14.3％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
实施例3
一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，以成品2mm为例，包括如下步骤：
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.141％、Fe 0.27％、Cu 0.011％、Mn0.236％、Mg 2.911％、Cr 0.091％、Zn 0.007％、Ti 0.016％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为745℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15min，精炼温度为730℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720℃静置20min，向精炼炉熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用高纯氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃，再使用铝钛硼丝细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500℃保温4h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧后坯料厚度为4.5mm，经3.2mm-2.3mm-中间退火-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为13％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
实施例4
一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，以成品2mm为例，包括如下步骤：
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.141％、Fe 0.27％、Cu 0.011％、Mn0.236％、Mg 2.911％、Cr 0.091％、Zn 0.007％、Ti 0.016％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为745℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15min，精炼温度为730℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720℃静置20min，向精炼炉熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用高纯氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃，再使用铝钛硼丝细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500℃保温4h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧后坯料厚度为10mm，经7.5mm-5.2mm-3.9mm中间退火-3mm-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为48.7％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
对比例1
一种5系铝合金板材的制备工艺，包括如下步骤：
A、按照如下重量份数比配制铝合金原料：Si 0.141％、Fe 0.27％、Cu 0.011％、Mn0.236％、Mg 2.911％、Cr 0.091％、Zn 0.007％、Ti 0.016％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al，将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为745℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15min，精炼温度为730℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720℃静置20min，向精炼炉熔体中通入高纯氩气并搅拌熔体，利用高纯氩气除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720℃，再使用铝钛硼丝细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500℃保温4h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，步骤C热轧后坯料厚度为7mm，经一次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为57.1％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到如图2所示的5系铝合金板材。
对比例2
对比例2与对比例1的区别在于，对热轧后坯料厚度为6.6mm，经一次冷轧后将坯料厚度降至1.5mm，材料最终冷轧变形量为77.2％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
对比例3
对比例3与对比例1的区别在于，对热轧后坯料厚度为4.5mm，经3.2mm-2.3mm-2mm，经三次冷轧将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为55％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于，热轧后坯料厚度为10mm，经7.5mm-5.2mm-3.9mm-3mm-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为80％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
实施例1～4与对比例1～4所得到的5系铝合金板材表面横纹如下表所示：
通过上表可以看到，实施例1～4控制最终冷轧变形量为10％～50％，对该冷轧变形后的5系铝合金坯料进行O态退火，横剪分切，能够获得表面无横纹的铝合金板材，对比例1～4没有控制最终冷轧变形量为10％～50％，铝合金板材表面有横纹。由此可以看到本发明所公开的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺可以确保铝合金板材表面无横纹，提升板材的表面质量，提高铝板材的经济效益。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A、将配制好的铝合金原料加入到熔炼炉中均匀混合后熔炼为液态铝合金，熔炼温度为740～750℃，将熔炼后的液态铝合金搅拌扒渣；
B、将步骤A搅拌扒渣后的液态铝合金倒入精炼炉中精炼15～20min，精炼温度为730±5℃，将精炼后的液态铝合金搅拌扒渣，搅拌扒渣后在720±5℃静置20～30min，向精炼炉熔体中通入惰性气体并搅拌熔体，利用惰性气体除去熔体中的杂质气体，然后使用孔径≥50ppi的泡沫陶瓷过滤板过滤除气后的熔体，过滤时控制熔体温度为720±5℃，再使用细化剂进行在线细化，将熔体熔铸成铝合金铸锭；
C、将步骤B熔铸后的铝合金铸锭在500±5℃保温3～5h后出炉轧制，控制热轧终轧温度为325±10℃，热轧坯料到冷轧成品之间预留10～50％变形量，对于热轧坯料到冷轧成品之间变形量大于50％的产品，需在材料冷轧过程中进行一次中间退火，板材进行中间退火后，预留10～50％的变形量，冷轧后的成品进行再结晶退火，退火温度为300～350℃，退火时间为2～5h，进行横剪分切，得到5系铝合金板材。
2.如权利要求1所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤A中铝合金原料按照如下重量份数比配制：Si 0.13～0.15％、Fe 0.20～0.30％、Cu≤0.015％、Mn 0.22～0.28％、Mg 2.50～3.00％、Cr≤0.01％、Zn≤0.01％、Ti≤0.02％，其余单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量Al。
3.如权利要求1所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤B中惰性气体为高纯氩气，细化剂为铝钛硼丝细化剂。
4.如权利要求1所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为3～6mm，经冷轧后将坯料厚度降至3mm，其中材料最终冷轧变形量为10～50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
5.如权利要求1所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为4.5～10mm，经冷轧后将坯料厚度降至2mm，其中材料冷轧的过程中进行一次中间退火，中间退火后预留冷轧变形量为10～50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
6.如权利要求4所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为6mm，经4.5mm-3.69mm-3mm三次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为50％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
7.如权利要求4所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为3.5mm，经一次冷轧后将坯料厚度降至3mm，材料最终冷轧变形量为14.3％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
8.如权利要求5所述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为4.5mm，经3.3mm-2.4mm-中间退火-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为16.7％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
9.如权利要求5述的消除5系铝合金板材表面横纹的制备工艺，其特征在于，步骤C热轧后坯料厚度为10mm，经7.5mm-5.2mm-3.9mm中间退火-3mm-2mm，经中间退火后将坯料厚度降至2mm，冷轧变形量为48.7％，对冷轧后的坯料进行退火，退火温度为340℃，退火后保温时间为2h。
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