一种高性能Al-Mg合金冷作板材的制造方法技术

一种高性能Al‑Mg合金冷作板材的制造方法，涉及一种高性能铝合金冷作板材的制造方法。为了解决现有的Al‑Mg铝合金制备中Al‑Mg铝合金制品组织粗大、强度、耐腐蚀差、杂质元素含量高的问题。本发明专利技术方法：高性能铝合金冷作板材中元素的质量百分比为称取原料，经熔炼、铸造、均匀化退火、热轧、中间退火、冷作和成品退火得到高性能铝合金冷作板材。其板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，屈服强度264MPa～287MPa，抗拉强度354MPa～368MPa，延伸率12.7％～14.9％，可应用于船泊、装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐业等各个领域。本发明专利技术适用于Al‑Mg合金冷作板材的制备。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高性能Al-Mg铝合金冷作板的制造方法。
技术介绍
Al-Mg合金属于合金中的典型合金，不可热处理强化，具有中等强度、良好的耐蚀性、焊接性、易于加工成形等特点。该合金不同热处理状态的铝合金板材是装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐业所用的主要原材料。目前世界上许多国家都越来越重视海军舰种合理均衡发展，注重舰艇装备的高低搭配，在国外很多快艇是用该种铝合金建造的，该种铝合金已广泛用于军事和民用客船等诸方面。目前此种铝合金板材制品没有成形稳定的生产工艺的，制品性能不稳定。随着我国海军的发展对军用舰艇的需求不断增加，对该种合金材料的需求也越来越大，该种铝合金板材是在舰船领域使用最大的军、民通用铝合金，在军事快艇和高速客运等领域具有广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的Al-Mg铝合金制品仅通过铸造方法或机械加工方法制备，进而造成Al-Mg铝合金制品组织粗大、强度、耐腐蚀差、杂质元素含量高的问题，而提供的一种高性能铝合金冷作板的制造方法。本专利技术一种高性能Al-Mg铝合金冷作板的制造方法按以下步骤进行：一、按Al-Mg铝合金冷作板中元素的质量百分比为Si：0～0.22％、Fe：0～0.24％、Cu：0～0.20％、Mn：0.7％～1.0％、Mg：4.0％～5.2％、Cr：0～0.25％、Zn：0～0.40％、Ti：0～0.15％、Zr：0～0.20％和余量为Al，称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯镁粉、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭，并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为690℃～760℃的条件下熔炼3h～5.5h，得到铝合金熔液；所述Al-Mg铝合金冷作板中元素Si、Fe、Cu、Zn和Ti的含量不能同时为零；二、将步骤一的铝合金熔液采用半连续铸造法制备成厚度为420mm的铝合金铸锭；所述半连续铸造法制备铝合金铸锭的工艺为：铸造温度为685℃～710℃、铸造速度为50mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa、冷却水温度为19℃～24℃；三、将步骤二得到的铝合金铸锭进行均匀化退火处理；所述均匀化退火处理的工艺为：将铝合金铸锭放入热处理炉中，加热铝合金铸锭至温度至485℃～520℃后9h～11h，然后将热处理炉炉温设定为455℃～480℃,当铝合金铸锭
温度为455℃～475℃时，即完成进行均匀化退火处理；四、铣除步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭的上表面和下表面，铣除厚度为6mm～40mm，以去除合金铸锭的上表面和下表面的铸造组织及热处理氧化皮，然后将铝合金铸锭放入到加热炉中，加热炉设定温度为620℃，当加热炉温度达到620℃后保持炉温至加热炉内铝合金铸锭的温度达到450℃～480℃时出炉；所述加热炉为箱式退火炉；五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为12.5mm～13.5mm，得到热轧板半成品；六、将步骤五得到的半成品放入退火炉中退火处理；所述退火处理的工艺为：加热半成品至温度为450℃，并保温1h～3h；所述退火炉为箱式退火炉；七、将步骤六得到的热轧板半成品用热轧机冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的冷作板材；八、将步骤七得到的冷作板材放入退火炉内，设定退火炉温度为300℃，当冷作板材温度达到200℃后，更改退火炉设定温度为220℃～230℃，当冷作板材温度达到220℃后，保持冷作板材温度在220～230℃2h～4h,完成后即得到高性能的铝合金冷作板材；所述退火炉为箱式退火炉。本专利技术具备以下有益效果：本专利技术方法确定了此种性能稳定铝合金冷作板材的生产方法，填补了此种性能稳定铝合金薄板制备方法的空白。本专利技术选择合理的工艺流程，通过对轧制成品时对加工率的控制达到细化组织、提高强度的目的。1、本专利技术方法制备的高性能Al-Mg铝合金冷作板中，其中任意一种杂质元素的含量≤0.01％，全部杂质元素总量≤0.30％，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响；2、本专利技术方法通过箱式炉退火温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的；3、使用本专利技术方法生产出的合金板材板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，屈服强度264MPa～287MPa，抗拉强度354MPa～368MPa，延伸率12.7％～14.9％，可应用于船泊、装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐业等各个领域。具体实施方式本实施方式一种高性能铝合金冷作板材的制造方法按以下步骤进行：一、按Al-Mg铝合金冷作板中元素的质量百分比为Si：0～0.22％、Fe：0～0.24％、Cu：0～0.20％、Mn：0.7％～1.0％、Mg：4.0％～5.2％、Cr：0～0.25％、Zn：0～0.40％、Ti：0～0.15％、
Zr：0～0.20％和余量为Al，称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯镁粉、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭，并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为690℃～760℃的条件下熔炼3h～5.5h，得到铝合金熔液；所述Al-Mg铝合金冷作板中元素Si、Fe、Cu、Zn和Ti的含量不能同时为零；二、将步骤一的铝合金熔液采用半连续铸造法制备成厚度为420mm的铝合金铸锭；三、将步骤二得到的铝合金铸锭进行均匀化退火处理；四、铣除步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭的上表面和下表面，铣除厚度为6mm～40mm，以去除合金铸锭的上表面和下表面的铸造组织及热处理氧化皮，然后将铝合金铸锭放入到加热炉中，加热炉设定温度为620℃，当加热炉温度达到620℃后保持炉温至加热炉内铝合金铸锭的温度达到450℃～480℃时出炉；五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为12.5mm～13.5mm，得到热轧板半成品；六、将步骤五得到的半成品放入退火炉中退火处理；七、将步骤六得到的热轧板半成品用热轧机冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的冷作板材；八、将步骤七得到的冷作板材放入退火炉内，设定退火炉温度为300℃，当冷作板材温度达到200℃后，更改退火炉设定温度为220℃～230℃，当冷作板材温度达到220℃后，保持冷作板材温度在220～230℃2h～4h,完成后即得到高性能的铝合金冷作板材。本专利技术具备以下有益效果：本实施方式方法确定了此种性能稳定铝合金冷作板材的生产方法，填补了此种性能稳定铝合金薄板制备方法的空白，本实施方式选择合理的工艺流程，通过对轧制成品时对加工率的控制达到细化组织、提高强度的目的。1、本实施方式方法制备的高性能Al-Mg铝合金冷作板中，其中任意一种杂质元素的含量≤0.01％，全部杂质元素总量≤0.30％，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响；2、本实施方式方法通过箱式炉退火温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的；3、使用本实施方式方法生产出的合金板材板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，屈服强度264MPa～287MPa，抗拉强度354MPa～368MPa，延伸率12.7％～14.9％，可应用于船泊、装甲车辆、船舶、汽车制造业、制罐业等各个领域。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤二所述半连续铸造法
制备铝合金铸锭的工艺为：铸造温度为685本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能Al‑Mg合金冷作板材的制造方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、按Al‑Mg铝合金冷作板中元素的质量百分比为Si：0～0.22％、Fe：0～0.24％、Cu：0～0.20％、Mn：0.7％～1.0％、Mg：4.0％～5.2％、Cr：0～0.25％、Zn：0～0.40％、Ti：0～0.15％、Zr：0～0.20％和余量为Al，称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯镁粉、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭，并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为690℃～760℃的条件下熔炼3h～5.5h，得到铝合金熔液；所述Al‑Mg铝合金冷作板中元素Si、Fe、Cu、Zn和Ti的含量不能同时为零；二、将步骤一的铝合金熔液采用半连续铸造法制备成厚度为420mm的铝合金铸锭；三、将步骤二得到的铝合金铸锭进行均匀化退火处理；四、铣除步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭的上表面和下表面，铣除厚度为6mm～40mm，以去除合金铸锭的上表面和下表面的铸造组织及热处理氧化皮，然后将铝合金铸锭放入到加热炉中，加热炉设定温度为620℃，当加热炉温度达到620℃后保持炉温至加热炉内铝合金铸锭的温度达到450℃～480℃时出炉；五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为12.5mm～13.5mm，得到热轧板半成品；六、将步骤五得到的半成品放入退火炉中退火处理；七、将步骤六得到的热轧板半成品用热轧机冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的冷作板材；八、将步骤七得到的冷作板材放入退火炉内，设定退火炉温度为300℃，当冷作板材温度达到200℃后，更改退火炉设定温度为220℃～230℃，当冷作板材温度达到220℃后，保持冷作板材温度在220～230℃2h～4h,完成后即得到高性能的铝合金冷作板材。...

【技术特征摘要】
1.一种高性能Al-Mg合金冷作板材的制造方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、按Al-Mg铝合金冷作板中元素的质量百分比为Si：0～0.22％、Fe：0～0.24％、Cu：0～0.20％、Mn：0.7％～1.0％、Mg：4.0％～5.2％、Cr：0～0.25％、Zn：0～0.40％、Ti：0～0.15％、Zr：0～0.20％和余量为Al，称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯镁粉、铝铬中间合金、纯锌锭、铝钛中间合金、铝锆中间合金和铝锭，并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为690℃～760℃的条件下熔炼3h～5.5h，得到铝合金熔液；所述Al-Mg铝合金冷作板中元素Si、Fe、Cu、Zn和Ti的含量不能同时为零；二、将步骤一的铝合金熔液采用半连续铸造法制备成厚度为420mm的铝合金铸锭；三、将步骤二得到的铝合金铸锭进行均匀化退火处理；四、铣除步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭的上表面和下表面，铣除厚度为6mm～40mm，以去除合金铸锭的上表面和下表面的铸造组织及热处理氧化皮，然后将铝合金铸锭放入到加热炉中，加热炉设定温度为620℃，当加热炉温度达到620℃后保持炉温至加热炉内铝合金铸锭的温度达到450℃～480℃时出炉；五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为12.5mm～13.5mm，得到热轧板半成品；六、将步骤五得到的半成品放入退火炉中退火处理；七、将步骤六得到的热轧板半成品用热轧机冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的冷作板材；八、将步骤七得到的冷作板材放入退火炉内，设定退火炉温度为300℃，当冷作板材温度达到200℃后，更改退火炉设定温度为220℃～230℃，当冷作板材温度达到220℃后，保持冷作板材温度在220～230℃2h～4h,完成后即得到高性能的铝合金冷作板材。2.根据权利要求1所述的一种高性能Al-Mg合金冷作板材的制造方法，其特征在于：步骤二所述半连续铸造法制备铝合金铸锭的工艺为：铸造温度为685℃～710℃、铸造速度为50mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MP...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩帅，谢延翠，于莉莉，杨晓禹，刘世雷，陈士宇，吴沂哲，王大伟，王刚，耿广超，
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