CN110484790A - 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺 - Google Patents

一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN110484790A
CN110484790A CN201910884847.3A CN201910884847A CN110484790A CN 110484790 A CN110484790 A CN 110484790A CN 201910884847 A CN201910884847 A CN 201910884847A CN 110484790 A CN110484790 A CN 110484790A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminium alloy
frame keel
alloy frame
processing technology
aluminum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910884847.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110484790B (zh
Inventor
周晶哲
梁豪辉
李福滔
刘才兴
石雄龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Qili Aomei High Tech Materials Co ltd
Original Assignee
Guangdong Aomei Aluminum Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Aomei Aluminum Co Ltd filed Critical Guangdong Aomei Aluminum Co Ltd
Priority to CN201910884847.3A priority Critical patent/CN110484790B/zh
Publication of CN110484790A publication Critical patent/CN110484790A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110484790B publication Critical patent/CN110484790B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026—Alloys based on aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/06—Making non-ferrous alloys with the use of special agents for refining or deoxidising
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C21/00—Alloys based on aluminium
    • C22C21/06—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent
    • C22C21/08—Alloys based on aluminium with magnesium as the next major constituent with silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/002—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working by rapid cooling or quenching; cooling agents used therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon
    • C22F1/047—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with magnesium as the next major constituent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，再将铝液铸造为铝合金铸锭；2)均质；3)挤压成型；4)拉伸；5)稳定化处理。本发明可直接焊接使用，避免6系铝合金焊接高温导致的船体局部强度下降。经试验验证，本发明制得的5383‑H112状态的铝合金框架龙骨具备≥200MPa的屈服强度，≥310MPa的抗拉强度，≥13％的断后延伸率。

Description

一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺
技术领域
本发明涉及船舶建造上用的铝合金型材领域，更加具体地说，涉及一种一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺。
背景技术
目前，船舶领域使用的材料主要有铁、钢、玻璃纤维等类型，现有的这些材料主要存在以下缺点：
1)钢铁材料应用特别在海洋船舶使用上，因为耐腐蚀性较差，往往只能通过表面喷涂工艺增加耐腐蚀性能，但涂层易脱落，且脱落后很快就会出现生锈、掉色，影响船舶外形美观。特别是在焊接位置的锈蚀，更容易导致焊接断裂，增加船舶的安全风险。而且钢铁密度大，重量重，全钢铁制造的船舶载重能力差，航行能耗大，航行速度受限制。另外钢铁虽然可以回收，但是因为易生锈，回收处理繁琐，处理过程能耗高污染大，不是良好的环保材料。
2)玻璃纤维(玻璃钢)虽然耐腐蚀性好，重量轻，但是弹性模量低、长期耐高温性差、有老化，也大大限制了适用范围；而且其完全不可回收使用，完全不属于环保材料，不符合目前社会可持续发展的需求。
因为以上材料的问题点，铝合金因为其重量轻(钢铁的1/3)、不生锈、不易腐蚀、易回收使用的特点，在船舶的制造应用中开始逐步壮大发展。但是因为使用经验少、设计认识不足，应用初期主要是集中在上甲板的结构或装饰上，随着应用的深入才慢慢开始增加水下结构的使用，特别是使用全铝合金的船壳。
现有技术中，使用的铝合金船壳为5083合金的铝板，其具有优良的耐腐蚀性能，能很好地避免海水对船壳的腐蚀，但是因为铝板的厚度及5083合金的强度限制，必须使用框架龙骨进行加强，避免变形的问题。目前的主流方案是使用如6082等的6系中高强度铝合金挤压型材制作框架龙骨，焊接在船壳内部进行结构加强，但是因为6系铝合金为热处理合金，焊接的高温会导致焊接位置的强度下降，造成很多局部的强度低点，如果受到强烈撞击时容易出现风险。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、结构强度能满足船用框架龙骨需求的铝合金框架龙骨加工工艺。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，再将铝液铸造为铝合金铸锭；2)均质，将熔铸后的5383铝合金铸锭在490～510℃均质化处理24±4h，均质处理后冷却；3)挤压成型，将均质后的5383铝合金铸锭加热至420～480℃放入挤压机的挤压筒中进行挤压得到5383铝合金框架龙骨，挤压后的5383铝合金框架龙骨在线进行风冷淬火处理；4)拉伸，将挤压得到的5383铝合金框架龙骨置于拉直机中进行拉伸；5)稳定化处理，将拉伸后的5383铝合金框架龙骨放入热处理炉在150～200℃下保温1～4小时。
更为优选的是，在步骤1)制备5383铝合金铸锭步骤中，溶解后的铝液使用电磁搅拌设备搅拌均匀。
更为优选的是，在步骤1)制备5383铝合金铸锭步骤中，溶解后的铝液使用精炼剂进行精炼除气后通过陶瓷过滤板过滤铝液中杂质。
更为优选的是，在步骤2)均质步骤中，均质处理后的5383铝合金铸锭使用风冷或空冷的方式冷却。
更为优选的是，在步骤4)拉伸步骤中，拉直机移动拉伸比例为8％～12％，拉直机的移动速度≤100mm/s。
更为优选的是，制得的5383铝合金框架龙骨为T型结构。
更为优选的是，所述T型结构的长边长度范围为50～200mm，短边长度范围为30～80mm，长边厚度范围为3～10mm。
本发明的有益效果是：
使用5系铝合金进行挤压生产船用铝合金框架龙骨，可直接焊接使用，避免6系铝合金焊接高温导致的船体局部强度下降。同时，使用专门的5383铝合金铸锭，挤压成型时，直接在5383铝合金的H112状态下进行，避免生产H116状态导致的加工工序复杂、以及生产成本大幅上升。经试验验证，本发明制得的5383-H112状态的铝合金框架龙骨具备≥200MPa的屈服强度，≥310MPa的抗拉强度，≥13％的断后延伸率，远远高于5083-H112状态、5183-H112状态材料，达到并优于传统的6系铝合金框架龙骨。
附图说明
图1所示为5383铝合金框架龙骨结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：
1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，并使用电磁搅拌设备搅拌均匀，使用精炼剂进行精炼除气后通过陶瓷过滤板过滤铝液中杂质，再将铝液铸造为铝合金铸锭。
其中，电磁搅拌的目的是加强整体搅拌均匀性，避免高镁铝合金内的镁元素分布不均匀，出现挤压型材的硬度及力学性能不均匀的状况。
2)将熔铸后的5383铝合金铸锭在490～510℃均质化处理24±4h，均质处理后使用风冷或空冷的方式冷却。
其中，均质处理的目的是：使5383铝合金铸锭内的铝锰相弥散分布，以提升挤压过程中的钉扎细化效果，获得更细小的挤压型材晶粒组织，通过细晶强化效果提升型材的力学性能。
3)将均质后的5383铝合金铸锭加热至420～480℃放入挤压机的挤压筒中进行挤压得到5383铝合金框架龙骨，挤压后的5383铝合金框架龙骨在线进行风冷淬火处理。
4)将挤压得到的5383铝合金框架龙骨置于拉直机中进行拉伸，拉直机移动拉伸距离为8％～12％×型材长度，拉直机的移动速度≤100mm/s。在拉伸过程中材料位错浓度迅速增加，位错间的交互作用增强相互缠结，位错运动的阻力增大，合金塑性变形抗力提高，从而产生加工硬化的效果。
5)将拉伸后的5383铝合金框架龙骨放入热处理炉进行150～200℃保温1～4小时的稳定化热处理。因为经过大变形量的拉伸后材料处于较不稳定状态，室温下长期放置时，极有可能“时效软化”，通过短时间的稳定化处理可有效消除“时效软化”。
本实施例中，制得的5383铝合金框架龙骨为类似T型结构，如图1所示，T型结构的长边L的长度范围为50～200mm，短边S的长度范围为30～80mm，长边L的厚度d范围为3～10mm。
对比例1
采用5083铝合金铸锭代替实施例1中的5383铝合金铸锭，其他都与实施例1一致。
对比例2
采用5183铝合金铸锭代替实施例1中的5383铝合金铸锭，其他都与实施例1一致。
结构强度对比
表1.铝合金框架龙骨性能指标对比
从表1可以看出：对比例1、对比例2提供的铝合金框架龙骨达不到船体强度要求；而本实施例制得的5383-H112状态的铝合金框架龙骨具备≥200MPa的屈服强度，≥310MPa的抗拉强度，≥13％的断后延伸率，远远高于5083-H112状态、5183-H112状态材料，达到并优于传统的6系铝合金框架龙骨。同时，利用本实施例实现了5383-H112状态船用框架龙骨的在线挤压生产，并避免焊接高温导致的船体局部强度下降。
通过上述的结构和原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。

Claims (7)

1.一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：
1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，再将铝液铸造为铝合金铸锭；
2)均质，将熔铸后的5383铝合金铸锭在490～510℃均质化处理24±4h，均质处理后冷却；
3)挤压成型，将均质后的5383铝合金铸锭加热至420～480℃放入挤压机的挤压筒中进行挤压得到5383铝合金框架龙骨，挤压后的5383铝合金框架龙骨在线进行风冷淬火处理；
4)拉伸，将挤压得到的5383铝合金框架龙骨置于拉直机中进行拉伸；
5)稳定化处理，将拉伸后的5383铝合金框架龙骨放入热处理炉在150～200℃下保温1～4小时。
2.根据权利要求1所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，在步骤1)制备5383铝合金铸锭步骤中，溶解后的铝液使用电磁搅拌设备搅拌均匀。
3.根据权利要求1所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，在步骤1)制备5383铝合金铸锭步骤中，溶解后的铝液使用精炼剂进行精炼除气后通过陶瓷过滤板过滤铝液中杂质。
4.根据权利要求1所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，在步骤2)均质步骤中，均质处理后的5383铝合金铸锭使用风冷或空冷的方式冷却。
5.根据权利要求1所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，在步骤4)拉伸步骤中，拉直机移动拉伸比例为8％～12％，拉直机的移动速度≤100mm/s。
6.根据权利要求1所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，制得的5383铝合金框架龙骨为T型结构。
7.根据权利要求6所述的一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，所述T型结构的长边长度范围为50～200mm，短边长度范围为30～80mm，长边厚度范围为3～10mm。
CN201910884847.3A 2019-09-19 2019-09-19 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺 Active CN110484790B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910884847.3A CN110484790B (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910884847.3A CN110484790B (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110484790A true CN110484790A (zh) 2019-11-22
CN110484790B CN110484790B (zh) 2020-11-13

Family

ID=68558532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910884847.3A Active CN110484790B (zh) 2019-09-19 2019-09-19 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110484790B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111549264A (zh) * 2020-06-17 2020-08-18 中铝萨帕特种铝材（重庆）有限公司 一种高强度耐腐蚀的5383铝合金及船用型材制备工艺
CN114959380A (zh) * 2022-05-17 2022-08-30 山东裕航特种合金装备有限公司 一种宽度超400mm的船用铝合金的制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101037744A (zh) * 2007-04-29 2007-09-19 东北轻合金有限责任公司 列车车厢用铝合金板材的制造方法
CN103103417A (zh) * 2012-12-11 2013-05-15 龙口市丛林铝材有限公司 一种铝合金型材及其制备方法
CN103589922A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 辽宁忠旺集团有限公司 一种生产船舶用铝合金型材的工艺
CN107739928A (zh) * 2017-10-30 2018-02-27 辽宁忠旺集团有限公司 一种船用5083铝合金型材的加工工艺

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101037744A (zh) * 2007-04-29 2007-09-19 东北轻合金有限责任公司 列车车厢用铝合金板材的制造方法
CN103103417A (zh) * 2012-12-11 2013-05-15 龙口市丛林铝材有限公司 一种铝合金型材及其制备方法
CN103589922A (zh) * 2013-11-29 2014-02-19 辽宁忠旺集团有限公司 一种生产船舶用铝合金型材的工艺
CN107739928A (zh) * 2017-10-30 2018-02-27 辽宁忠旺集团有限公司 一种船用5083铝合金型材的加工工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
陈昊杰: "浅谈铝合金在船舶与海洋工程中的应用", 《建筑与装饰》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111549264A (zh) * 2020-06-17 2020-08-18 中铝萨帕特种铝材（重庆）有限公司 一种高强度耐腐蚀的5383铝合金及船用型材制备工艺
CN111549264B (zh) * 2020-06-17 2021-11-02 中铝萨帕特种铝材（重庆）有限公司 一种高强度耐腐蚀的5383铝合金及船用型材制备工艺
CN114959380A (zh) * 2022-05-17 2022-08-30 山东裕航特种合金装备有限公司 一种宽度超400mm的船用铝合金的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN110484790B (zh) 2020-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109530468B (zh) 一种轻质车身用原位纳米强化铝合金挤压材及等温变速挤压制备方法
CN108118210B (zh) 一种铝合金及其挤压型材的加工方法
CN110355225A (zh) 一种车用高强铝合金折弯型材的挤压工艺
CN103031470B (zh) 一种铝合金铸造铸锭的方法及用该铸锭挤压型材的方法
CN109628860B (zh) 一种高强度Al-Mg-Si铝合金及其制备方法
CN105671384A (zh) 铝合金及其制备方法
CN108251722B (zh) 一种细小等轴晶粒Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法
CN107447141B (zh) 一种电子产品外壳用高强度铝合金及其制备方法
CN110129638B (zh) 一种航天用铝合金多变截面挤压型材及其制备方法
CN107447142B (zh) 一种汽车用高强韧高耐蚀铝合金及其制备方法
WO2020113944A1 (zh) 一种电子产品外观件用高强度铝合金及其制备方法
CN108315612A (zh) 一种高强韧抗腐蚀Al-Zn-Mg系铝合金及其制备方法
CN103484735B (zh) 一种优化后的6063铝合金的制作方法
CN111926225A (zh) 一种耐腐蚀性航空用铝合金板材及其制备方法
WO2022228548A1 (zh) 一种铝合金建筑模板及其制备方法
CN111549264B (zh) 一种高强度耐腐蚀的5383铝合金及船用型材制备工艺
CN107604222A (zh) 一种可时效强化的Al‑Mg系合金及其制备方法
CN110408826A (zh) 一种用于散热器的铝合金型材及其制备方法
CN106636787B (zh) 一种高韧性压铸铝合金及其制备方法
CN113136497B (zh) 一种高强耐应力腐蚀的铝合金型材的制备方法
CN110484790A (zh) 一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺
CN105908034A (zh) 一种铝合金圆棒及其制造方法
CN105695823A (zh) 一种具有高力学性能和良好屈服度的铝合金
CN110791688B (zh) 一种高强高断裂韧性铝合金棒材及其制备方法
CN112760532A (zh) 一种装卸转运平台用铝合金型材及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 528137 one of 21 Qili Avenue South, Leping Town, Sanshui District, Foshan City, Guangdong Province (F1)

Patentee after: Guangdong Qili Aomei High-tech Materials Co.,Ltd.

Address before: 528137 21 Qili Avenue South, Leping Town, Sanshui District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: GUANGDONG AOMEI ALUMINUM Co.,Ltd.