一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，该工艺包含：(1)将铝合金板材试样在300～400℃热处理，保温退火，冷却以消除板料的残余应力；或将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理，然后梯度降温冷却，形成过饱和固溶体；(2)对经过退火处理或固溶处理的板料实施横向振动轧制，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～6次，轧辊横向振动频率为4～7Hz，振幅为0～3mm；(3)对经过振幅横向振动轧制的板材在100～200℃退火处理，退火时间为0～200min。本发明专利技术的工艺能够提高材料的屈服强度和抗拉强度。

A High Performance Transverse Vibration Rolling Process for Aluminum Alloy Plate

The invention discloses a high-performance transverse vibration rolling process for aluminium alloy sheet, which includes: (1) heat treatment of aluminium alloy sheet sample at 300-400 degrees C, heat preservation annealing, cooling to eliminate the residual stress of the sheet; or solid solution treatment of aluminium alloy sheet sample at 500-600 degrees C, then gradient cooling to form supersaturated solid solution; (2) annealing treatment or solid solution. Transverse vibration rolling is carried out for the treated sheet metal, the rolling temperature is 80-120 C, the reduction rate of each pass is 35-45%, the rolling times are 3-6 times, the transverse vibration frequency of rolls is 4-7 Hz, and the amplitude is 0-3 mm; (3) The plate rolled by transverse vibration of amplitude is annealed at 100-200 C, and the annealing time is 0-200 minutes. The process of the invention can improve the yield strength and tensile strength of the material.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺
本专利技术涉及一种铝合金板轧制工艺，具体涉及一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺。
技术介绍
研发节能交通工具来减少能源消耗和空气污染，这对汽车行业来说是一个挑战。通过减轻汽车结构材料的重量来提高燃料效率并减少车辆排放变得更加重要。因此，轻质结构材料的推广应用已成为必然。铝的特性具有高强度刚度重量比、良好的成形性、良好的耐腐蚀性和再循环利用前景，将铝合金广泛应用于制造汽车和航空航天设备中的轻质结构件，可能将减轻设备重量、提高燃油经济性。在车辆面板中用铝合金代替常规钢和铸铁成为一种趋势。根据经验，10％的重量减少相当于燃油经济性提高5.5％。据估计，10％的车辆重量减轻会引起8～10％的燃油经济性改善。通常，将高成形性能的5系合金用于车内板材成形件，将可热处理的6系合金用于车外板材成形件。传统的板材的单道次轧制效率较低，需要多道次轧制、费时费力、经济性差；轧制后晶粒细化不均匀，导致合金的屈服强度及抗拉强度较低，这限制了铝合金的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，该工艺解决了传统工艺轧制后晶粒细化不均匀的问题，能够提高材料的屈服强度和抗拉强度。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，该工艺包含：(1)将铝合金板材试样在300～400℃热处理，保温退火，冷却以消除板料的残余应力；或将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理，然后梯度降温冷却，形成过饱和固溶体；所述梯度降温先在150～170℃冷却，然后在室温冷却；(2)对经过退火处理或固溶处理的板料实施横向振动轧制，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～6次，轧辊横向振动频率为4～7Hz，振幅为0～3mm；(3)对经过振幅横向振动轧制的板材在100～200℃退火处理，退火时间为0～200min。优选地，在步骤(1)中，所述的保温退火1～2h。优选地，在步骤(2)中，对经过退火处理的板料，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～5次，轧辊横向振动频率为4～6Hz，振幅为0～3mm。优选地，所述振幅为0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。优选地，在步骤(3)中，对经过退火处理的板料，经过振幅横向振动轧制后在150～200℃下实施退火处理，退火时间为0～200min。优选地，在步骤(1)中，将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理2～3h。优选地，在步骤(1)中，所述梯度降温冷却为通过将经过固溶后的板材在150～170℃冷却，然后在室温冷却，形成过饱和固溶体。优选地，所述经过固溶后的板材在150～170℃硅油浴冷却，然后在室温水中冷却至室温，形成过饱和固溶体。优选地，所述硅油浴冷却时间为8～12s。优选地，在步骤(2)中，对经过固溶处理的板料，轧制温度为90～110℃，每道次轧制的下压率为37～42％，轧制次数为3～6次，下辊横向振动频率为4～7Hz，振幅分别为0～2.5mm。优选地，在步骤(3)中，对经过固溶处理的板料，经过振幅横向振动轧制后在100～160℃下实施退火处理，退火时间为0～18min。本专利技术的高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，解决了传统工艺轧制后晶粒细化不均匀的问题，具有以下优点：(1)本专利技术的轧制工艺，采用梯度降温冷，横向轧制，控制轧制幅度及后续退火温度，制备的板材的屈服强度和抗拉强度均得到提高；(2)本专利技术的轧制工艺，采用梯度降温冷却，控制初始冷却的温度在150～170℃之间，避免了冷却时间太长以及容易晶粒变大的情况，提高了合金的力学性能；(3)本专利技术的轧制工艺，采用硅油冷却，其具有冷却速度快、导热性好、耐300℃高温、高温下可重复使用、对金属无腐蚀、无毒、抗氧化好、闪点高、挥发性小、绝缘性好和表面张力小的优点；(4)本专利技术的轧制工艺，采用硅油冷却，控制冷却时间，避免了时间长了效率低，冷却时间短了冷却淬火效果就变差；(5)本专利技术的轧制工艺，控制轧制幅度，在横向轧制中组织内均存在线缺陷，随机缠结的位错，随着横向振幅增加，位错数量也增加，合金的硬化机制促使位错相互接合并随后发展成位错网络，衍射斑变化表明横向振动振幅超过2mm后会使合金出现动态回复，动态回复过程可促进金属晶粒变成等轴状，从而得到更好的强度和韧性；(6)本专利技术的轧制工艺，控制下压率，下压率大了轧辊受力大容易变形，造成板材中间厚边缘薄；下压率太小了，被轧材料塑性变形不够，达到不到细化晶粒效果；(7)本专利技术的轧制工艺，控制后续退火温度，不同退火温度下合金的性能不同，需要控制退火温度在100～200℃以获得高性能的合金。附图说明图1为本专利技术实施例1在1mm振幅下横向振动轧制加工试样的显微组织图。图2为本专利技术实施例2在0mm振幅下横向振动轧制加工试样的显微组织图。图3为本专利技术实施例3在2mm振幅下横向振动轧制加工试样的显微组织图。图4为本专利技术实施例4在3mm振幅下横向振动轧制加工试样的显微组织图。图5为实施例1制备的试样的力学性能图。图6为实施例5制备的试样的力学性能图。图7为本专利技术实施例6制备的试样的抗拉强度与振幅的关系曲线。图8为本专利技术实施例6中振幅为1.5mm的加工试样的抗拉强度和屈服强度在130℃下随时效时间的变化图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，该工艺包含：(1)将铝合金板材试样在300～400℃热处理，保温退火，冷却以消除板料的残余应力；或将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理，然后梯度降温冷却，形成过饱和固溶体；(2)对经过退火处理或固溶处理的板料实施横向振动轧制，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～6次，轧辊横向振动频率为4～7Hz，振幅为0～3mm；(3)对经过振幅横向振动轧制的板材在100～200℃退火处理，退火时间为0～200min。在步骤(1)中，梯度降温冷却为通过将经过固溶后的板材在150～170℃冷却，然后在室温冷却，形成过饱和固溶体。在冷却温度低于150℃时需要的冷却时间太长，效率低，冷却温度高于170℃时容易使晶粒变大，会使合金的力学变差。如果不用梯度降温冷却只用室温冷却，达不到急冷效果，晶粒就会变大，会使合金力学性能变差。进一步地，在步骤(1)中，保温退火1～2h。进一步地，在步骤(2)中，对经过退火处理的板料，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～5次，轧辊横向振动频率为4～6Hz，振幅为0～3mm。进一步地，振幅为0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm或3mm。进一步地，在步骤(3)中，对经过退火处理的板料，经过振幅横向振动轧制后在150～200℃下实施退火处理，退火时间为0～200min。进一步地，在步骤(1)中，将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理2～3h。进一步地，经过固溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，其特征在于，该工艺包含：(1)将铝合金板材试样在300～400℃热处理，保温退火，冷却以消除板料的残余应力；或将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理，然后梯度降温冷却，形成过饱和固溶体；所述梯度降温先在150～170℃冷却，然后在室温冷却；(2)对经过退火处理或固溶处理的板料实施横向振动轧制，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～6次，轧辊横向振动频率为4～7Hz，振幅为0～3mm；(3)对经过振幅横向振动轧制的板材在100～200℃退火处理，退火时间为0～200min。

【技术特征摘要】
1.一种高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，其特征在于，该工艺包含：(1)将铝合金板材试样在300～400℃热处理，保温退火，冷却以消除板料的残余应力；或将铝合金板材试样在500～600℃下固溶处理，然后梯度降温冷却，形成过饱和固溶体；所述梯度降温先在150～170℃冷却，然后在室温冷却；(2)对经过退火处理或固溶处理的板料实施横向振动轧制，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～6次，轧辊横向振动频率为4～7Hz，振幅为0～3mm；(3)对经过振幅横向振动轧制的板材在100～200℃退火处理，退火时间为0～200min。2.根据权利要求1所述的高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，其特征在于，在步骤(1)中，所述的保温退火1～2h。3.根据权利要求1所述的高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，其特征在于，在步骤(2)中，对经过退火处理的板料，轧制温度为80～120℃，每道次轧制的下压率为35～45％，轧制次数为3～5次，轧辊横向振动频率为4～6Hz，振幅为0～3mm。4.根据权利要求1所述的高性能铝合金板材横向振动轧制工艺，其特征在于，所述振幅为0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘守法，豆素勤，张宁，赵金国，吴松林，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西,61