高性能宽幅铝合金板材板型成型方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、高温熔炼；步骤S2、连铸连轧制备铝合金板坯；步骤S3、冲压成型；步骤S4、加压热处理；步骤S5、加工打磨。本发明专利技术公开的性能宽幅铝合金板材板型成型方法工艺流程短、成本低、简化了工艺操作步骤，较大地提升了铝合金宽幅板材的拉伸强度和韧性指标，制备得到的板材综合性能佳，尺寸精度高，性能稳定性佳，抗腐蚀性能好，使用寿命长。

Forming method of high performance wide aluminum alloy plate

【技术实现步骤摘要】
高性能宽幅铝合金板材板型成型方法
本专利技术涉及铝合金
，尤其涉及一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的进步及社会的发展，铝合金板材在日常生活中的应用非常广泛，特别是大尺寸、超高强度、高韧性铝合金宽幅板材在汽车、轨道交通、航空航天等领域有着广泛的应用前景，但其制备一直是国内外材料界的难题。因此，开发一种高性能宽幅铝合金板材意义重大。目前，宽幅铝合金板材板型成型方法，为了保证其获得较高的抗拉强度，普遍采用热轧后进行固溶加时效热处理的方法制备。通过这种产品得到的产品是一种技术含量高，生产难度大，附加值较高的产品，是一种高端铝合金产品，目前国内该类板材需要大量从国外进口，其中主要原因是铝合金板是用大规格扁锭轧制而成，扁锭品质好坏直接影响着板带铝箔产品的质量。多年以来受设备装备及熔炼及铸造工艺水平的限制，国内铝行业一直难以生产出大规格高质量的轧制用铝合金扁锭，这对最终生产高性能的铝轧制产品造成严重制约。申请号为200810235979.5，名称为“一种耐高温高强度高模量铝基复合材料的制备方法”的中国专利技术专利公开说明书中公开了一种铝基复合材料的制备方法。该制备方法大致包括以下步骤：一、将纯铝锭和镁锭加热融化；二、加入混合盐以及各种中间合金浇铸成锭；三、将铸锭进行均匀化处理，均匀化处理温度为470-500℃，时间为15-28h，将铸锭挤压或轧制成所需板材；四、对挤压或轧制板材进行固溶和时效处理，固溶处理的温度为480-500℃，时间为1-4h；时效处理的温度为170-210℃，时间为6-18h。这种材料的成型制备需要进行固溶以及时效热处理，这两项处理需要花费大量的时间，能耗也较高，影响生产效率；同时固溶加热和时效处理会降低合金或金属基复合材料轧制成的板材的伸长率性能，其伸长率通常小于2％，板材塑性较差，受力不均匀时，容易发生断裂，尤其是对于汽车、轨道交通、航空航天等零部件来说，对板材的强度及韧性均有较高的要求，以保证其使用安全性，因此，这一缺陷限制了其的进一步发展。因此，开发一种成型效率和成品合格率高，工艺简单易行的高性能宽幅铝合金板材板型成型方法符合市场需求，具有广泛的市场价值和应用前景，对促进宽幅铝合金板材行业的发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，该成型方法工艺流程短、成本低、简化了工艺操作步骤，较大地提升了铝合金宽幅板材的拉伸强度和韧性指标，制备得到的板材综合性能佳，尺寸精度高，性能稳定性佳，抗腐蚀性能好，使用寿命长。为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、高温熔炼：将铝合金原料混合均匀后，放入到熔化箱内进行熔炼，使材料在熔化箱内熔炼为铝合金液，再将熔炼后的金属液在保温炉中按比例加入精炼剂，进行精炼后，进行扒渣，扒渣后取样分析，后将成分合格的熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到铝合金粉末；步骤S2、连铸连轧制备铝合金板坯：将经过步骤S1制成的铝合金粉末加入到连铸连轧机熔化炉中进行连铸连轧，得到铝合金板坯；步骤S3、冲压成型：将经过步骤S2制成的铝合金板坯加入至500-550℃，并保温35-55分钟，然后将铝合金板坯在20-30s内转移到80-90℃的水中，冷却后，在6-9小时内完成冲压成型；步骤S4、加压热处理：对经过步骤S3冲压成型后的铝合金板材进行加压热处理；步骤S5、加工打磨：将经过步骤S4加压热处理过后的铝合金板材放置到加工台上进行精打磨，得到高性能宽幅铝合金板材成品。进一步地，步骤S1中所述铝合金原料按质量百分比，包括：Ir0.01-0.03％、Fe0.05-0.1％、Ge0.06-0.08％、As0.01-0.03％、Nb0.06-0.09％、Zn0.3-0.6％、Cr0.1-0.14％、Sr0.02-0.05％、Y0.05-0.1％，余量为Al。进一步地，步骤S1中所述精炼剂包括如下重量份的各组分：硫酸钾3-10份、四氟铝酸钠3-8份、氟化钙1-2份、三氧化铝0.5-1.5份、氯化钠10-15份。进一步地，步骤S2中所述连铸连轧机为意大利的Properzi系统的连铸连轧机、美国的SouthWire系统的连铸连轧机、联邦德国的Krupp/Hazelett系统的连铸连轧机、法国的SECIM系统的连铸连轧机中的一种。进一步地，所述连铸连轧的工艺参数为：连铸时前箱竖炉温度控制为1200-1500℃；保温炉温度为800-1000℃，铸造冷却水温30-35℃；铸造区模腔的长度为2400mm；铸造速度：开机速度为5.0-6.0m/min，铸造速度为10-11m/min，铸机出口板带温度边部为680-780℃；终轧温度控制在550-640℃，清洗管温度为70-80℃。进一步地，步骤S3中所述冲压成型之前还包括在冲压模具和铝合金板坯表面均匀涂覆冲压油的步骤。优选地，所述冲压模具为内壁喷涂有氮化硼的石墨模具。进一步地，步骤S3中所述冲压成型的具体工艺参数为，控制冲压的变形温度为260-300℃，拉深速度为0.5-2.5mm/s，压边力为2.5-4.0N/mm2。进一步地，步骤S4中所述加压热处理的工艺参数为：在真空度小于10-2MP-10-3MPa条件下，以6℃/min-8℃/min的升温速度升温至320℃-350℃后加压53MPa-58MPa，继续升温至570℃-600℃时，保温保压1-2h；随后以8℃/min-10℃/min的升温速度升温至650℃-700℃，撤去压力，保温10h-12h；随后以12℃/min-15℃/min的升温速度升温至1220℃-1250℃，加压8MPa-10MPa，保温保压1h-2h；然后以8℃/min-10℃/min的升温速度升温至1260℃-1300℃，撤去压力，保温20min-25min，随炉冷却至室温。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：(1)本专利技术的一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，所述铝合金原料按质量百分比，包括：Ir0.01-0.03％、Fe0.05-0.1％、Ge0.06-0.08％、As0.01-0.03％、Nb0.06-0.09％、Zn0.3-0.6％、Cr0.1-0.14％、Sr0.02-0.05％、Y0.05-0.1％，余量为Al，成型得到的铝合金板材延展性好，多种掺杂元素配合作用，Ir、Cr、Nb等元素的添加有利于改善铝合金材料的延伸率，提高铝合金材料的硬度和强度，增强应用所述铝合金材料制成的铝合金板的机械特征，而且加工出的铝合金重量更轻，减少了使用过程中的重量负担，不易断裂，使用寿命长，该工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用价值。(2)本专利技术的一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，添加精炼剂精炼，所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：氯化钾2-6份本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、高温熔炼：将铝合金原料混合均匀后，放入到熔化箱内进行熔炼，使材料在熔化箱内熔炼为铝合金液，再将熔炼后的金属液在保温炉中按比例加入精炼剂，进行精炼后，进行扒渣，扒渣后取样分析，后将成分合格的熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到铝合金粉末；/n步骤S2、连铸连轧制备铝合金板坯：将经过步骤S1制成的铝合金粉末加入到连铸连轧机熔化炉中进行连铸连轧，得到铝合金板坯；/n步骤S3、冲压成型：将经过步骤S2制成的铝合金板坯加入至500-550℃，并保温35-55分钟，然后将铝合金板坯在20-30s内转移到80-90℃的水中，冷却后，在6-9小时内完成冲压成型；/n步骤S4、加压热处理：对经过步骤S3冲压成型后的铝合金板材进行加压热处理；/n步骤S5、加工打磨：将经过步骤S4加压热处理过后的铝合金板材放置到加工台上进行精打磨，得到高性能宽幅铝合金板材成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、高温熔炼：将铝合金原料混合均匀后，放入到熔化箱内进行熔炼，使材料在熔化箱内熔炼为铝合金液，再将熔炼后的金属液在保温炉中按比例加入精炼剂，进行精炼后，进行扒渣，扒渣后取样分析，后将成分合格的熔体浇入气体雾化制粉设备中，采用气体雾化方法将配比材料制备成粒径在100μm以下的球形合金粉末，得到铝合金粉末；
步骤S2、连铸连轧制备铝合金板坯：将经过步骤S1制成的铝合金粉末加入到连铸连轧机熔化炉中进行连铸连轧，得到铝合金板坯；
步骤S3、冲压成型：将经过步骤S2制成的铝合金板坯加入至500-550℃，并保温35-55分钟，然后将铝合金板坯在20-30s内转移到80-90℃的水中，冷却后，在6-9小时内完成冲压成型；
步骤S4、加压热处理：对经过步骤S3冲压成型后的铝合金板材进行加压热处理；
步骤S5、加工打磨：将经过步骤S4加压热处理过后的铝合金板材放置到加工台上进行精打磨，得到高性能宽幅铝合金板材成品。


2.根据权利要求1所述的一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，步骤S1中所述铝合金原料按质量百分比，包括：Ir0.01-0.03％、Fe0.05-0.1％、Ge0.06-0.08％、As0.01-0.03％、Nb0.06-0.09％、Zn0.3-0.6％、Cr0.1-0.14％、Sr0.02-0.05％、Y0.05-0.1％，余量为Al。


3.根据权利要求1所述的一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，步骤S1中所述精炼剂包括如下重量份的各组分：硫酸钾3-10份、四氟铝酸钠3-8份、氟化钙1-2份、三氧化铝0.5-1.5份、氯化钠10-15份。


4.根据权利要求1所述的一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法，其特征在于，步骤S2中所述连铸连轧机为意大利的Properzi系统的连铸连轧机、美国的SouthWire系统的连铸连轧机、联邦德国的Kr...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，张枫，张育玮，田莉，
申请(专利权)人：安徽枫慧金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34