铝镁合金及其板材的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝镁合金及其板材的制备方法，涉及合金材料技术领域，它包括以下质量百分比的化学成分：铁<0.3%，硅<0.2%，铜<0.1%，锰0.3%～0.6%，镁4.7～5.5%，锌≤0.1%，钛<0.1%，锆0.05～0.15%，镧系元素<0.05%，钠≤0.0005％，铍0.0005%～0.003％，其余单个杂质≤0.05％，其余杂质合计≤0.15％，余量为铝；配料后，熔铸成铸锭；对铸锭锯切、铣面；加热铸锭温度为450～470℃，时间为12～24小时；对铸锭进行热粗轧和热精轧，终轧温度为330～350℃；将板材卷曲后，自然冷却。本发明专利技术的铝镁合金具有强度高、延伸率高、热稳定性好的特点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，涉及合金材料
，它包括以下质量百分比的化学成分：铁<0.3%，硅<0.2%，铜<0.1%，锰0.3%～0.6%，镁4.7～5.5%，锌≤0.1%，钛<0.1%，锆0.05～0.15%，镧系元素<0.05%，钠≤0.0005％，铍0.0005%～0.003％，其余单个杂质≤0.05％，其余杂质合计≤0.15％，余量为铝；配料后，熔铸成铸锭；对铸锭锯切、铣面；加热铸锭温度为450～470℃，时间为12～24小时；对铸锭进行热粗轧和热精轧，终轧温度为330～350℃；将板材卷曲后，自然冷却。本专利技术的铝镁合金具有强度高、延伸率高、热稳定性好的特点。【专利说明】
本专利技术涉及合金材料
，尤其是一种用于制造交通工具的铝镁合金及其板 材的制备方法。
技术介绍
以镁为主要合金元素的5XXX系铝合金具有质量轻、耐蚀好、易成型、中等强度的 特征，广泛应用于汽车板、油罐车、运煤车、船舶等交通工具制造，用铝合金制造交通工具可 明显减轻自重、提高运载能力、减少能源消耗。随着社会的发展，人们要求交通工具具备更 高的使用性能与可靠性，这对某些部件用材料的力学性能、成型性能、热稳定性等综合性能 也提出了更高的要求。以汽车、罐车上的某些部件制造用铝合金为例，要求材料性能满足抗 拉强度〇 b=280?350Mpa、屈服强度σ。2彡125 Mpa、伸长率δ彡26%，同时材料喷漆烘 烤后强度不发生明显下降。这就要求材料在较高强度的情况下保存很高的延伸率，以提高 材料的成型性能，同时要求材料具有很高的耐热性能，以使制备出的交通工具具有更高的 安全性能。 按目前5ΧΧΧ铝合金常规的成分配比与生产工艺控制生产出来的产品或是满足强 度指标不能满足延伸率指标，或是满足延伸率不能满足烘烤前后的强度，很难对这类高性 能合金进行稳定生产，因此，为生产出高品质Al-Mg合金，有必要进行新的合金成分研究与 与工艺设计。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，这种合金及制备方法可 以解决现有技术生产出来的铝镁合金稳定性差，难以同时满足较高的强度和延伸率的指标 要求的问题。 为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是： 这种铝镁合金由下列质量百分比的化学成分制成：铁〈0. 3%，硅〈0. 2%，铜〈0. 1%，锰 0· 3% ?0· 6%，镁 4. 7 ?5. 5%，锌彡 0· 1%，钛〈0· 1%，锆 0· 05 ?0· 15%，镧系元素〈0· 05%，钠 彡0. 0005%，铍0. 0005%?0. 003%，其余单个杂质彡0. 05%，其余杂质合计彡0. 15%，余 量为错；其中镧系元素为镧、铺、镨、铒中的一种或多种元素。 采用上述化学成分制备铝镁合金板材的步骤是： Α、按上述化学成分及质量百分比要求配料后，熔铸成铸锭； Β、对铸锭进行锯切、铣面，使表面平整无裂纹； C、 加热步骤B所得的铸锭，控制加热温度为450°C?470°C，加热时间为12小时?24 小时； D、 对加热后的铸锭进行热粗轧，再进行热精轧，热精轧的终轧温度为330°C?350°C ; E、 将步骤D所得的板材卷曲后，自然冷却。 上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：步骤A中熔铸成铸锭的工艺步骤 包括：熔炼、转炉、覆盖、静置、除气、铸造，其中，合金熔炼温度为730°C?760°C，转炉温度 为730°C?740°C，静置温度为720°C?740°C，除气后的氢含量彡0. 25毫升/100克铝，铸 造温度为675°C?685°C，铸造速度为45毫米/分钟?50毫米/分钟，铸造过程中的单块 铸锭冷却水量为900升/分钟?1250升/分钟。 进一步的，步骤B中，先锯切铸锭的两端面，再对铸锭的上下表面和侧面进行铣 面，所述铸锭两端的锯切量大于150毫米，上下表面的铣面量大于10毫米，侧面的铣面量大 于6毫米。 进一步的，步骤D中，热粗轧的开轧温度为440°C?470°C，终轧温度为370°C? 430°C ;热精轧的开轧温度为360°C?420°C，精轧完成后的板材厚度为5毫米?9毫米。 进一步的，在步骤E之后，对冷却后的板材进行矫直，板材矫直后纵向不平度不大 于0.3%，横向不平度不大于0.4%。其中，纵向不平度为厚度与单张板长度的比值，横向不平 度为厚度与单张板宽度的比值。 本专利技术中的铁和硅为杂质元素，将它们的质量百分比分别控制在〇. 3%、0. 2%内， 以减小这些杂质元对延伸率的不利影响；镁元素是主要合金元素，镁含量设置为4. 7? 5. 5%，提高镁含量的目的是提高其在基体中的固溶度以保证材料的强度要求。 合金中锰、铜、锌含量较少，主要是锰、铜加入合金内会形成MnAl6、CuMgAl 2、Al2Cu 相，对材料的延伸率产生不利影响，锌加入合金内虽形成MgZn2、Al2Mg3Zn 2等化合物提高材 料的耐蚀性能，但锌如果控制不好容易产生锌花，因此将锌含量控制在0. 1%以内。 合金中加入了少量钛、锆，其目的是在熔体中形成异质形核粒子，以细化晶粒，此 外锆还可与铝形成Al 3Zr粒子弥散在基体中，起到强化作用。 合金中加入了镧系稀土 (镧、铈、镨、铒)，镧系稀土与氢有较大的亲和力，能大量吸 附和溶解氢，并形成稳定的化合物，不会聚集成气泡，使铝的含氢量和孔隙率明显降低；镧 系稀土与氮生成难熔化合物，在熔炼过程中大部分以渣的形式排除，从而达到净化铝液的 目的。镧系稀土原子性质比较活泼，熔于铝液中极易填补合金相的表面缺陷，使得新旧两相 界面上的表面张力降低，提高了晶核的生长速度；同时还能在晶粒与熔融液之间形成表面 活性膜，阻止生成的晶粒长大，细化合金组织。复合添加时容易形成稀土铝之间的复合相， 复合相与基体的错配度更低，增大了非均匀形核效率，加入少量稀土就能很好的细化合金 铸态晶粒组织，可减少生广成本。 镧系稀土与锆都会与铝形成细小弥散相，这些弥散相对晶界、亚晶界、位错起钉扎 作用，使其迁移与运动变得更加困难，因此会提高材料的再结晶温度与热稳定性。 通过上述成分设计使合金从成分上保证了生产出的板材具有良好的强度、延伸 率、热稳定性。 本专利技术采用450?470°C /12?24h对铸锭进行加热，一方面是为了消除铸锭在凝 固过程中因冷却较快造成的成分偏析，另一方面是为后续热连轧提供温度基础，本专利技术中 温度相对降低，这主要是合金中镁含量较高，避免温度过高产生组织过烧。 热精轧的终轧温度控制为330?350°C，本专利技术中对热精轧后的板材卷取后让其 自然冷却以实现自退火，不再进行成品退火，因此终轧温度将直接决定成品的力学性能。本 专利技术中因加入了锆、镧系稀土等元素，提高了材料的再结晶温度，若温度过低，材料不能实 现再结晶，因而加工硬化不能消除，延伸率会下降，若温度过高，要求开轧温度较高，要求提 高铸锭加热温度，会造成铸锭组织过烧，温度过高还可能造成材料强度不够。 由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：通过调控 对成分与工艺参数的控制，生产出了高综合性能的Al-Mg合金，材料性能满足：抗拉强度 〇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝镁合金，其特征在于由下列质量百分比的化学成分制成：铁<0.3%，硅<0.2%，铜<0.1%，锰0.3%～0.6%，镁4.7～5.5%，锌≤0.1%，钛<0.1%，锆0.05～0.15%，镧系元素<0.05%，钠≤0.0005％，铍0.0005%～0.003％，其余单个杂质≤0.05％，其余杂质合计≤0.15％，余量为铝；其中镧系元素为镧、铈、镨、铒中的一种或多种元素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邓运来，刘栩，李严法，戴青松，李江宇，蒙春标，付平，张佳琪，
申请(专利权)人：广西柳州银海铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45