一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法技术

本发明专利技术涉及铝合金技术领域，尤其涉及一种安全鞋内包头用Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金板材的生产方法。本发明专利技术所述的一种安全鞋内包头用Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金板材的生产方法，是将化学成分Si、Fe、Cu、Mn、Mg、Cr、Zn、Ti、余量由Al熔铸铝合金铸锭，铝合金铸锭经预热、热轧、冷轧、清洗、三级退火步骤，制得到铝合金板材。本发明专利技术所得产品不仅具有优异和稳定的力学性能，同时拥有较高的冲压性能、较高的电导率以及良好表面质量，能够满足劳保鞋鞋头料冲压使用需求。

【技术实现步骤摘要】
一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法
本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法。
技术介绍
安全鞋又叫劳保鞋，是一种对足部有安全防护作用的鞋。根据使用的场地不同，种类很多。主要功能是防止物体砸伤脚面和脚趾，其防护功能主要依靠金属材质的内包头来实现。一般用钢头式劳保鞋能承受2吨的压力安全可靠，但钢质劳保鞋较笨重，穿戴不方便。随着人们对劳保鞋越来越高的轻便需求，密度轻强度高的铝合金内包头受到越来越多的关注。Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，具有高的强度、硬度，低密度，较好的抗应力腐蚀性能以及良好的加工性能，不同状态的Al-Zn-Mg-Cu铝合金板材广泛应用于航空航天、交通运输等工业领域。Al-Zn-Mg-Cu铝合金O态薄板是目前国内劳保鞋内包头的主要用材之一，其后续的加工工艺：落料→拉深→剖切→切边→翻边。后续拉深以及翻边不开裂是冲制材料的最基本要求。据以往生产经验，冲制用Al-Zn-Mg-CuO态板材表面电导率要求≥45％IACS，但目前该工业化生产的此类板材易出现表面油斑严重、强度偏高、延伸率偏低、电导率偏低以及后续冲压开裂等问题，无法满足劳保鞋头内包头的后续冲压使用要求。现有轧制和退火工艺的技术缺点：目前工业化生产中采用的小道次压下量轧制和单级退火工艺，无法稳定控制Al-Zn-Mg-Cu合金退火过程中再结晶程度、析出相的形态、大小以及分布，往往产出的产品易出现延伸率低和电导率值不稳定，板材后续冲压性能较差，产品成材率低。且现有技术重卷清洗过程普遍采用清洗油，清洗结束后挥发不彻底残留于卷材表面，经退火后卷材油斑烧结形成明显黄油斑严重，板材表面质量较差。
技术实现思路
针对现有技术的存在缺陷，本专利技术的目的在于提供一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法，本专利技术制得的铝合金电导率、延伸率、冲压性能以及板材表面质量良好，满足安全鞋使用要求。本专利技术的目的通过如下技术方案实现：一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法，包括以下步骤：步骤1、熔铸铝合金铸锭，所述铝合金铸锭中化学成分质量百分含量为：Si≤0.07、Fe≤0.13、Cu1.2～2.0、Mn≤0.05、Mg2.3～2.8、Cr0.18～0.28、Zn5.4～6.1、Ti0.02～0.20、余量由Al及不可避免的杂质构成；步骤2、将步骤1得到的铝合金铸锭经预热、热轧、冷轧、清洗、三级退火步骤，制得到铝合金板材，所述三级退火过程中：第一级退火温度150～200℃，保温时间1～6小时；第二级退火温度360～450℃，保温2～10小时，所述退火炉炉气最高温度高于退火温度40～60℃，所得产品随炉冷却至料温为150～250℃；第三级退火温度150～250℃，保温时间4～15小时，所得产品出炉空冷。优选的是，步骤2中所述第一级退火温度升温速率为5～10℃/min。优选的是，步骤2中所述第二级退火中随炉冷却速率为10～20℃/h。优选的是，步骤2中所述三级退火过程中，退火炉中氧体积含量≤0.1％。优选的是，步骤2中所述预热温度为380～480℃，保温1～12h。优选的是，步骤2中所述热轧包括粗轧和精轧，所述粗轧所得板材厚度为15～25mm，所述精轧所得卷材厚度为4～9mm。优选的是，步骤2中所述冷轧所得产品厚度为1.4～5mm。优选的是，步骤2中所述清洗是通过50～80℃高压水进行清洗。优选的是，步骤2中所述清洗速率为3～10m/min。本专利技术的有益效果：本专利技术通过调整合金成分、优化重卷清洗工艺、控制多级退火的温度和时间，达到控制退火过程和冷却过程中合金再结晶程度和析出相的形态、大小和分布，使其不仅具有优异和稳定的力学性能，同时拥有较高的冲压性能、较高的电导率以及良好表面质量，能够满足劳保鞋鞋头料冲压使用需求。附图说明图1是本专利技术实施例1所得铝合金板材外观图；图2是本专利技术对比例1所得铝合金板材外观图。具体实施方式下面结合具体实施例，对本专利技术作进一步详细的阐述，但本专利技术的实施方式并不局限于实施例表示的范围。这些实施例仅用于说明本专利技术，而非用于限制本专利技术的范围。此外，在阅读本专利技术的内容后，本领域的技术人员可以对本专利技术作各种修改，这些等价变化同样落于本专利技术所附权利要求书所限定的范围。实施例1将如下成分熔铸铝合金扁锭，所述铝合金扁锭中化学成分质量百分含量为：Si0.07、Fe0.13、Cu1.2、Mn0.05、Mg2.3、Cr0.18、Zn5.4、Ti0.02、余量由Al及不可避免的杂质构成；铝合金熔体经除气、精炼后，采用热顶半连续铸造法铸造成490×1600mm铝合金扁锭；预热：将铸锭置于坑式炉内，加热至380℃，保温1h后出炉。热轧：将预热的铸锭，热粗轧至15mm厚度板材，转热精轧，轧至4mm卷材，切边50mm。冷轧：经2道次，单道次压下量40～45％，将卷材轧至1.4mm厚度卷材。重卷清洗：利用50℃高压水对冷轧卷中残留轧制油进行清洗，用高压吹扫装置对残留水进行吹扫去除，清洗速率3m/min，切边40mm。成品退火：采用三级退火工艺，边升温边吹入惰性气体(N2)保护卷材表面氧化，控制炉内氧体积含量0.1％。第一级退火：炉气以5℃/min速率快速升温150℃，保温时间1小时，保温结束后。第二级退火：以差温方式升温，炉气最高温度高于退火温度40℃，卷材料温360℃开始保温，保温2小时，随炉冷却，控制冷却速率10℃/h，料温冷却至150℃，进入第三阶段。第三级退火：卷材料温度150℃，控制炉气继续保温，保温时间4小时，结束后出炉空冷，得到退火卷。横切：切成品，控制板材公差尺寸及平整度。实施例2将如下成分熔铸铝合金扁锭，所述铝合金扁锭中化学成分质量百分含量为：Si0.05、Fe0.11、Cu1.5、Mn0.03、Mg2.5、Cr0.25、Zn5.8、Ti0.1、余量由Al及不可避免的杂质构成；铝合金熔体经除气、精炼后，采用热顶半连续铸造法铸造成490×1600mm铝合金扁锭；预热：将铸锭置于坑式炉内，加热至450℃，保温8h后出炉。热轧：将预热的铸锭，热粗轧至20mm厚度板材，转热精轧，轧至7mm卷材，切边90mm。冷轧：经2道次，单道次压下量40～45％，将卷材轧至2.5mm厚度卷材。重卷清洗：利用60℃高压水对冷轧卷中残留轧制油进行清洗，用高压吹扫装置对残留水进行吹扫去除，清洗速率5m/min，切边50mm。成品退火：采用三级退火工艺，边升温边吹入惰性气体(N2)保护卷材表面氧化，控制炉内氧体积含量0.07％。第一级退火：炉气以8℃/min速率快速升温180℃，保温时间3小时，保温结束后。第二级退火：以差温方式升温，炉气最高温度高于退火温度50℃，卷材料温400℃开始保温，保温6小时，随炉冷却，控制冷却速率15℃/h，料温冷却至200℃，进入第三阶段。第三级退火：卷材料温度200℃，控制炉气继续保温，保温时间10小时，结束后出炉空冷，得到退火卷。横切：切成品，控制板材公差尺寸及平整度。实施例3将如下成分熔铸铝合金扁锭，所述铝合金扁锭中化学成分质量百分含量为：Si0.03、Fe0.09、Cu2.0、Mn0.02、Mg2.8、Cr0.28、Zn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种安全鞋内包头用Al‑Zn‑Mg‑Cu系铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、熔铸铝合金铸锭，所述铝合金铸锭中化学成分质量百分含量为：Si≤0.07、Fe≤0.13、Cu 1.2～2.0、Mn≤0.05、Mg 2.3～2.8、Cr 0.18～0.28、Zn 5.4～6.1、Ti0.02～0.20、余量由Al及不可避免的杂质构成；步骤2、将步骤1得到的铝合金铸锭经预热、热轧、冷轧、清洗、三级退火步骤，制得到铝合金板材，所述三级退火过程中：第一级退火温度150～200℃，保温时间1～6小时；第二级退火温度360～450℃，保温2～10小时，所述退火炉炉气最高温度高于退火温度40～60℃，所得产品随炉冷却至料温为150～250℃；第三级退火温度150～250℃，保温时间4～15小时，所得产品出炉空冷。

【技术特征摘要】
1.一种安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、熔铸铝合金铸锭，所述铝合金铸锭中化学成分质量百分含量为：Si≤0.07、Fe≤0.13、Cu1.2～2.0、Mn≤0.05、Mg2.3～2.8、Cr0.18～0.28、Zn5.4～6.1、Ti0.02～0.20、余量由Al及不可避免的杂质构成；步骤2、将步骤1得到的铝合金铸锭经预热、热轧、冷轧、清洗、三级退火步骤，制得到铝合金板材，所述三级退火过程中：第一级退火温度150～200℃，保温时间1～6小时；第二级退火温度360～450℃，保温2～10小时，所述退火炉炉气最高温度高于退火温度40～60℃，所得产品随炉冷却至料温为150～250℃；第三级退火温度150～250℃，保温时间4～15小时，所得产品出炉空冷。2.根据权利要求1所述的安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法，其特征在于，步骤2中所述第一级退火温度升温速率为5～10℃/min。3.根据权利要求1所述的安全鞋内包头用Al-Zn-Mg-Cu系铝合金板材的生产方法，其特征在于，步骤2中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄淑萍，何克准，韦修勋，张江斌，马英义，陈秋林，庞博文，王华春，覃珊，
申请(专利权)人：广西南南铝加工有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45