一种船舶用铝合金型材制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种船舶用铝合金型材制备工艺，涉及材料加工技术领域，主要包括有配料、熔炼、铸造、均匀化热处理、机加工处理、铸锭加热、模具加热、挤压筒加热、挤压生产和拉伸，本发明专利技术通过优化铝合金熔体组分，开发特定的挤压生产工艺及拉伸工艺提高船舶用铝合金型材的强度和耐腐蚀性能。本发明专利技术的制备工艺中，在原有的制备工艺的基础上，优化了铝合金熔体组分，为后续工艺提供基础，开发了特定的挤压生产工艺及拉伸工艺，优化了挤压生产工艺参数，严格限定了拉伸工艺中的拉伸力，从而实现加工硬化，提高了合金型材的强度和耐腐蚀性能。

A preparation process of aluminum alloy profiles for ships

【技术实现步骤摘要】
一种船舶用铝合金型材制备工艺
本专利技术涉及铝合金制备
，尤其涉及一种船舶用铝合金型材制备工艺。
技术介绍
船舶用铝合金，以高镁铝合金材料为代表，广泛应用于船舶海洋工程装备等交通运输领域。与钢相比，海洋工程装备用铝合金的优势表现在：低密度、耐腐蚀、无磁、低温环境性能好等优势。因此在上述涉及的船舶海洋交通运输行业中，节能减排、以铝代钢是大势所趋。目前工业化生产的船舶用5系铝合金型材挤压方法，主要包括以下步骤：配料、熔炼、铸造、均热、铸锭加热、模具加热、挤压筒加热、挤压生产、在线冷却、拉伸矫直。现有挤压生产工艺存在如下技术缺点：在常规工业生产中，熔铸圆锭质量差，一般5系铝合金挤压型材以F态、H112、H111和O态为主，强度一般较低，型材产品相关文献和标准如BSEN755铝及铝合金板材、管材和型材机械性能及GB/T6892一般工业用铝及铝合金挤压型材等很少有类似H22/H32/H24/H34/H26/H36等高强度合金状态，而板材产品强度都有高强度的状态，船舶等行业建造中型材与板材经常焊接在一起使用，由于型材强度低，型材部分处于劣势区域，严重限制其应用推广，对于高速发展的船舶海洋交通运输制造业，很难满足对高强度5系铝合金型材的需求。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供一种船舶用铝合金型材制备工艺，用以制备强度高、耐腐蚀性能好的船舶海洋交通运输用铝合金型材。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种船舶用铝合金型材制备工艺，包括有以下步骤：S1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Mg＝3.2-6.7％，Mn＝0.4-1.5％，Zn≤1.0％，Cu≤0.5％，Fe≤0.4％，Si≤0.4％，Cr≤0.3％，Ti≤0.25％，其余量为Al及不可避免的杂质；S2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出圆锭；S3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理；S4、机加工处理：对铸锭进行机械加工；S5、铸锭加热：采用梯度加热的方法使单节铸锭头尾温差在5-50℃之间，铸锭在加热炉中的加热温度控制在440-510℃；S6、模具加热：模具在加热炉中加热到460-520℃，保温3-40h；S7、挤压筒加热：挤压筒温度控制在430-490℃；S8、挤压生产：待铸锭、模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压出口料温为400-510℃；挤压后进行在线快速冷却；S9、拉伸：拉伸的拉伸力F＝Sx*R*Kr；其中，Sx为型材的截面积，R为目标期望屈服强度，Kr为修正系数，Kr取1.02-1.18；*表示相乘。进一步地，步骤S2中，熔炼温度为750-800℃，保温炉温度为705-735℃，保温时间2-8h，铸造温度为688-720℃。进一步地，步骤S2中，对铝合金熔体进行多级除气处理，铝液中氢含量控制≤0.18mg/100gAl。进一步地，步骤S2中，选取30ppi或40ppi的过滤板对铝熔体进行过滤。进一步地，步骤S2中，采用半连续铸造生产。进一步地，步骤S3中，均匀化热处理温度为450℃-540℃，保温时间为5-25h，升温速率为30-70℃/h，然后冷却至室温。进一步地，步骤S4中，机械加工中对铸锭进行锯切、车皮，机械加工后铸锭直径为300-600mm，长度为500-2000mm。进一步地，在进行多节铸锭的连续挤压生产中，不同铸锭之间采用温度梯度加热，随着挤压生产的进行，逐渐降低圆棒铸锭的加热温度。进一步地，步骤S8中，快速冷却的方式为空冷、强风、水雾冷却、强水冷却中的一种或多种。进一步地，步骤S9后，进行成品锯切。本专利技术通过优化铝合金熔体组分，开发特定的挤压生产工艺及拉伸工艺提高船舶海洋工程用铝合金型材的强度和耐腐蚀性能。本专利技术的制备工艺中，在原有的制备工艺的基础上，优化了铝合金熔体组分，为后续工艺提供基础，开发了特定的挤压生产工艺及拉伸工艺，优化了挤压生产工艺参数，严格限定了拉伸工艺中的拉伸力，从而实现加工硬化，提高了合金型材的强度和耐腐蚀性能。本专利技术具有以下效果：一是优化合金成分，提高型材性能，同时确保后期过程工艺参数控制及实施；二是设计铸锭温度梯度加热，模具和挤压筒加热温度，保证挤压过程的稳定及型材的综合性能；三是设计控制挤压出口料温，确保铝镁相的溶解与析出，以获得优异的耐腐蚀性能；四是通过设计拉伸加工硬化工艺，实现高镁铝合金型材强度的提升。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术的实施例的工艺流程图；图2为本专利技术实施例1所获工艺产品的金相图；图3为本专利技术实施例2所获工艺产品的金相图；图4为本专利技术实施例3所获工艺产品的金相图；图5为本专利技术实施例4所获工艺产品的金相图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，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作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。实施例1请参照图1，本优选的实施例提供一种船舶用铝合金型材制备工艺，包括有以下步骤：S1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Mg＝4.08％，Mn＝0.53％，Zn＝0.11％，Cu＝0.07％，Fe＝0.26％，Si＝0.22％，Cr＝0.19％，Ti＝0.08％，其他杂质中单个杂质不超过0.05％，杂质总量不超过0.15％，其余量为Al，此组分属于5086牌号铝合金。本优选实施例的组分成分如表1中对应示例所示。S2、熔炼、铸造：按上述配料依次进行熔炼、精炼和铸造，以铸造出圆锭。其中，熔炼温度为770-800℃，精炼温度为720-735℃，保温2h。对铝合金熔体进行多级除气处理，，以显著降低铝熔体中的含气量，以减少铝合金扁锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，铝液中氢含量控制≤0.18mg/100gAl。选取30ppi的过滤板对铝熔体进行过滤，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷除杂质、除气完成后采用半连续铸造生产铸锭，铸造温度为710-720℃，铸出直径396mm的圆锭。S3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理，均匀化热处理温度为450℃，保温时间为25h，升温速率为30℃/h，然后冷却至室温。S4、机加工处理：对铸锭进行机械加工，进行锯切和车皮，切成规格。S5、铸锭加热：将均匀化热处理后的圆锭在加热炉中的加热，铸锭为多节，首节铸锭温度控制在490～510℃，头部温度510℃，中部500℃，尾部490℃，次节铸锭温度控制在470-490℃，头部温度490℃，中部480℃，尾部470℃，第三节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶用铝合金型材制备工艺，其特征在于，包括有以下步骤：/nS1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Mg=3.2-6.7%，Mn=0.4-1.5%，Zn≤1.0%，Cu≤0.5%，Fe≤0.4%，Si≤0.4%，Cr≤0.3%，Ti≤0.25%，其余量为Al及不可避免的杂质；/nS2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出圆锭；/nS3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理；/nS4、机加工处理：对铸锭进行机械加工；/nS5、铸锭加热：采用梯度加热的方法使单节铸锭头尾温差在5-50℃之间，铸锭在加热炉中的加热温度控制在440-510℃；/nS6、模具加热：模具在加热炉中加热到460-520℃，保温3-40h；/nS7、挤压筒加热：挤压筒温度控制在430-490℃；/nS8、挤压生产：待铸锭、模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压出口料温为400-510℃；挤压后进行在线快速冷却；/nS9、拉伸：拉伸的拉伸力F=S

【技术特征摘要】
1.一种船舶用铝合金型材制备工艺，其特征在于，包括有以下步骤：
S1、配料：按照以下重量百分比进行配料：Mg=3.2-6.7%，Mn=0.4-1.5%，Zn≤1.0%，Cu≤0.5%，Fe≤0.4%，Si≤0.4%，Cr≤0.3%，Ti≤0.25%，其余量为Al及不可避免的杂质；
S2、熔炼、铸造：按上述配料进行熔炼、铸造，以铸造出圆锭；
S3、均匀化热处理：将铸锭进行均匀化热处理；
S4、机加工处理：对铸锭进行机械加工；
S5、铸锭加热：采用梯度加热的方法使单节铸锭头尾温差在5-50℃之间，铸锭在加热炉中的加热温度控制在440-510℃；
S6、模具加热：模具在加热炉中加热到460-520℃，保温3-40h；
S7、挤压筒加热：挤压筒温度控制在430-490℃；
S8、挤压生产：待铸锭、模具加热完成，挤压筒到温之后上模进行挤压，挤压出口料温为400-510℃；挤压后进行在线快速冷却；
S9、拉伸：拉伸的拉伸力F=Sx*R*Kr；
其中，Sx为型材的截面积，
R为目标期望屈服强度，
Kr为修正系数，Kr取1.02-1.18。


2.根据权利要求1所述的船舶用铝合金型材制备工艺，其特征在于，
步骤S2中，熔炼温度为750-800℃，保温炉温度为705-735℃，保温时间为2-8h，铸造温度为688-720℃。


3.根据权利要求1所述的船舶用铝合金型材制备工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵启忠，何建贤，杨鸿驰，吴镇宇，卢祖展，黄秀云，王华春，张新明，
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