一种装甲车用铝合金板材的制造方法技术

一种装甲车用铝合金板材的制造方法，涉及一种铝合金板材的制造方法。本发明专利技术为了解决现有7系铝合金在生成过程中力学性能的不稳定的问题。制备方法：按元素的质量百分比称取的原料并制备铝合金熔液，将铝合金熔液制成铝合金铸锭，进行均匀化退火处理，铣去表面的氧化皮，进行板材轧制、双级固溶淬火处理、拉伸处理和双级时效处理，即完成。本发明专利技术方法通过改进固溶制度和时效工艺，显著改善装甲车用铝合金板材性能，实现成品率高于60％；并且通过固溶处理和时效的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。本发明专利技术适用于制备铝合金板材。

A Manufacturing Method of Aluminum Alloy Plate for Armored Vehicle

The invention relates to a manufacturing method of an aluminium alloy sheet for armored vehicles, which relates to a manufacturing method of an aluminium alloy sheet. The invention solves the problem of unstable mechanical properties of the existing 7-series aluminium alloy in the production process. The preparation method: raw materials are weighed according to the mass percentage of elements and aluminium alloy melt is prepared, aluminium alloy melt is made into aluminium alloy ingot, homogenized annealing treatment, milling oxide skin on the surface, rolling, two-stage solid solution quenching treatment, stretching treatment and two-stage aging treatment are completed. The method of the invention improves the performance of the armored vehicle aluminum alloy sheet remarkably by improving the solution system and aging process, and achieves a yield of more than 60%, and achieves the purpose of stable performance of the sheet through solution treatment and time control. The invention is suitable for preparing aluminium alloy sheets.

【技术实现步骤摘要】
一种装甲车用铝合金板材的制造方法
本专利技术涉及一种铝合金板材的制造方法。
技术介绍
7系铝合金(Al-Zn-Mg-Cu系合金)属于可热处理强化合金，7系铝合金具有熔铸方便，塑性成形性好，经轧制可获得比较理想的板材，被广泛用作军工材料，尤其是可以用于装甲车的制造；但是7系铝合金在生成过程中存在工艺不稳定的问题，主要体现在产品力学性能的不稳定，经常出现抗拉强度低于410MPa的情况，进而导致成品率低于50％。使此种铝合金的应用受到很大的限制等问题。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有7系铝合金在生成过程中力学性能的不稳定的问题，提出一种装甲车用铝合金板材的制造方法。本专利技术装甲车用铝合金板材的制造方法按照以下步骤进行：一、按元素的质量百分比为Si：0.20％～0.30％、Fe：0.10％～0.20％、Cu：0.10～0.25％、Mn：0.30％～0.40％、Mg：2.30％～2.60％、Cr：0.20％～0.25％、Zn：4.27％～4.28％、Ti：0.095～0.1％、Zr：0.087％～0.091％和余量为Al分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料，将称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在温度为870～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；本专利技术中装甲车用铝合金板材中的单个杂质含量≤0.05％，全部杂质含量≤0.10％，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响；二、采用半连续铸造法将步骤一中的铝合金熔液制成铝合金铸锭；所述铝合金铸锭的厚度为420mm，宽度为1500mm；三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入台车式加热炉进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；四、铣去步骤三均匀化退火处理的铝合金铸锭表面的氧化皮，再进行板材轧制，第一道的轧制温度为370～410℃；五、对步骤四得到的板材进行双级固溶淬火处理：六、将固溶淬火后的板材进行拉伸处理至板材的不平度小于4mm/m；七、将步骤六得到的拉伸后的板材进行双级时效处理，即完成。本专利技术原理及有益效果为：1、本专利技术通过改进固溶制度和时效工艺，显著改善装甲车用铝合金板材性能，实现成品率高于60％；并且通过固溶处理和时效的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。本专利技术方法生产出的板材的板面平整，板材薄厚均匀，表面光洁度好，并且性能稳定；本专利技术选择合理的工艺流程，通过对轧制、热处理、拉伸的控制达到细化组织、提高强度、韧性目的；本专利技术方法中通过热轧实现动态回复再结晶，晶粒经过不断长大、破碎和再形核长大，形成致密细小晶粒组织结构，实现细晶强化。本专利技术强化方式为细晶强化和固溶时效强化，能够直接提升抗拉和屈服强度，但是固溶时效强化强度会导致延伸率降低，而细晶强化可以同时提升强度和延伸率。对于强度方面，本专利技术在轧制时使用合理的开轧温度和道次，优化组织的致密度和晶粒细化；同时使用双级固溶处理使得固溶过程更加充分，单级固溶处理一般限制在多相共晶点以下，存在残余结晶相，双级固溶处理可以使极限固溶温度高于多相共晶温度，固溶效果更好，对于材料的断裂韧性和强度都有提升；双级时效其实是越过峰时效，在以牺牲较小的强度的前提下，提升合金板材的耐腐蚀性，通过改变晶界结构来减缓作为结构件受力时沿着晶界的腐蚀速度，且延伸率也有所提升。因此本专利技术制备的铝合金具有优异的抗拉强度、屈服强度和延伸率；抗拉强度达到441MPa～452MPa，屈服强度达到376MPa～393MPa，延伸率达到12.9％～14.7％，能够应用于飞机、铁路、舰船、汽车制造业、制罐工业等多个领域；2、本专利技术时效处理过程中，第一阶段为低温时效的成核阶段，形成细小的GP区及η’相为终时效的析出相提供形核点；第二阶段为高温时效的稳定化阶段，晶内为尺寸较大的η’相，晶界处为不连续的粗大的η相，因此本专利技术制备的合金的耐腐性得到提高；3、疲劳性能主要是指疲劳断裂；裂纹的产生和材料的强度延伸率相关，本专利技术在铸造时保证了合金的化学成分范围，轧制工艺能够保证板材内部组织均一致密，固溶处理后拉伸能够去除板材内部的残余应力，时效过程保证了板材优异的综合性能，因此本专利技术制备的铝合金板材的疲劳性能也保持在较好的性能范围内。具体实施方式：本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。具体实施方式一：本实施方式装甲车用铝合金板材的制造方法按照以下步骤进行：一、按元素的质量百分比为Si：0.20％～0.30％、Fe：0.10％～0.20％、Cu：0.10～0.25％、Mn：0.30％～0.40％、Mg：2.30％～2.60％、Cr：0.20％～0.25％、Zn：4.27％～4.28％、Ti：0.095～0.1％、Zr：0.087％～0.091％和余量为Al分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料，将称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在温度为870～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；二、采用半连续铸造法将步骤一中的铝合金熔液制成铝合金铸锭；所述铝合金铸锭的厚度为420mm，宽度为1500mm；三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入台车式加热炉进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；四、铣去步骤三均匀化退火处理的铝合金铸锭表面的铸造及热处理氧化皮后，进行板材轧制，第一道的轧制温度为370～410℃；五、对步骤四得到的板材进行双级固溶淬火处理：六、将固溶淬火后的板材进行拉伸处理至板材的不平度小于4mm/m；七、将步骤六得到的拉伸后的板材进行双级时效处理，即完成。本实施方式原理及有益效果为：1、本实施方式通过改进固溶制度和时效工艺，显著改善装甲车用铝合金板材性能，实现成品率高于60％；并且通过固溶处理和时效的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。本实施方式方法生产出的板材的板面平整，板材薄厚均匀，表面光洁度好，并且性能稳定；本实施方式选择合理的工艺流程，通过对轧制、热处理、拉伸的控制达到细化组织、提高强度、韧性目的；本实施方式方法中通过热轧实现动态回复再结晶，晶粒经过不断长大、破碎和再形核长大，形成致密细小晶粒组织结构，实现细晶强化。本实施方式强化方式为细晶强化和固溶时效强化，能够直接提升抗拉和屈服强度，但是固溶时效强化强度会导致延伸率降低，而细晶强化可以同时提升强度和延伸率。对于强度方面，本实施方式在轧制时使用合理的开轧温度和道次，优化组织的致密度和晶粒细化；同时使用双级固溶处理使得固溶过程更加充分，单级固溶处理一般限制在多相共晶点以下，存在残余结晶相，双级固溶处理可以使极限固溶温度高于多相共晶温度，固溶效果更好，对于材料的断裂韧性和强度都有提升；双级时效其实是越过峰时效，在以牺牲较小的强度的前提下，提升合金板材的耐腐蚀性，通过改变晶界结构来减缓作为结构件受力时沿着晶界的腐蚀速度，且延伸率也有所提升。因此本实施方式制备的铝合金具有优异的抗拉强度、屈服强度和延伸率；抗拉强度达到441MPa～452MPa，屈服强度达到376MPa～393MPa，延伸率达到12.9％～14.7％，能够应用于飞机、铁路、舰船、汽车制造业、制罐工业等多个领域；2、本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装甲车用铝合金板材的制造方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：一、按元素的质量百分比为Si：0.20％～0.30％、Fe：0.10％～0.20％、Cu：0.10～0.25％、Mn：0.30％～0.40％、Mg：2.30％～2.60％、Cr：0.20％～0.25％、Zn：4.27％～4.28％、Ti：0.095～0.1％、Zr：0.087％～0.091％和余量为Al分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料，将称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在温度为870～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；二、采用半连续铸造法将步骤一中的铝合金熔液制成铝合金铸锭；三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入台车式加热炉进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；四、铣去步骤三均匀化退火处理的铝合金铸锭表面的氧化皮，再进行板材轧制，第一道的轧制温度为370～410℃；五、对步骤四得到的板材进行双级固溶淬火处理：六、将固溶淬火后的板材进行拉伸处理至板材的不平度小于4mm/m；七、将步骤六得到的拉伸后的板材进行双级时效处理，即完成。...

【技术特征摘要】
1.一种装甲车用铝合金板材的制造方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：一、按元素的质量百分比为Si：0.20％～0.30％、Fe：0.10％～0.20％、Cu：0.10～0.25％、Mn：0.30％～0.40％、Mg：2.30％～2.60％、Cr：0.20％～0.25％、Zn：4.27％～4.28％、Ti：0.095～0.1％、Zr：0.087％～0.091％和余量为Al分别称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭作为原料，将称取的原料置于干燥的熔炼炉中，在温度为870～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；二、采用半连续铸造法将步骤一中的铝合金熔液制成铝合金铸锭；三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入台车式加热炉进行均匀化退火处理，得到均匀化退火处理的铝合金铸锭；四、铣去步骤三均匀化退火处理的铝合金铸锭表面的氧化皮，再进行板材轧制，第一道的轧制温度为370～410℃；五、对步骤四得到的板材进行双级固溶淬火处理：六、将固溶淬火后的板材进行拉伸处理至板材的不平度小于4mm/m；七、将步骤六得到的拉伸后的板材进行双级时效处理，即完成。2.根据权利要求1所述的装甲车用铝合金板材的制造方法，其特征在于：步骤二所述半连续铸造法的工艺为：铸造温度为823～831℃、铸造速度为80～95mm/min、冷却水强度为0.51～0.58MPa、冷却水温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧家吉，谢延翠，王大伟，于莉莉，韩帅，陈士宇，许汉吉，卢潇涵，
申请(专利权)人：东北轻合金有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23