一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺及应用制造技术

本发明专利技术涉及一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺，包括步骤：铝合金快冷连续铸造、连续扩展挤压、在线水淬处理、卷取、预时效处理工序；快冷连续铸造的冷却速度为200

【技术实现步骤摘要】
一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺及应用


[0001]本专利技术涉及金属塑性加工
，具体涉及一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺及应用。

技术介绍

[0002]随着先进制造业的快速发展，铝基金属层状复合材料因其兼顾有铝的密度小、良好的导电性、导热性、耐腐蚀性和力学性能等特点，为合理选材和降低成本提供了更好的条件，越来越引起人们的重视，尤其是在航空、航天、国防、交通、电子和通讯等领域得到了广泛的应用。铝基金属层状复合材料通常是由铝合金窄卷板材采用轧制复合法制备。
[0003]轧制复合法是借助大压下量轧制叠起来的两层或多层金属或合金，依靠原子之间的金属键作用而使组元层结合起来的一种工艺，具是先通过表面处理，将复合的金属表面脱脂除油后，在一定的压缩变形量下，粗糙的复合表面一方面相互嵌合，另一方面氧化膜被充分碾碎，并弥散分布，露出的新鲜金属原子间形成了原子键。在这两种机制的共同作用下形成异种金属元素之间牢固的点结合。此外，轧制复合法可进行成卷连续生产，组元层合金之间厚度比均匀，产品尺寸精确，性能稳定，生产效率高。窄带轧制复合与宽板轧制复合相比，虽然生产效率有所降低，但轧机刚度和单位压力更大，更有利于提高轧制复合板的界面结合强度和产品尺寸的精度。
[0004]目前，国内外铝合金窄卷板材的生产工艺主要是半连续铸锭—轧法，包括半连续铸造扁锭热轧法和半连续铸棒热连轧法，工艺过程如下：
[0005](1)半连续铸造扁锭热轧法(如图2)，其工艺流程包括：半连续铸造扁锭
‑
铸锭均匀化<br/>‑
铸锭加热
‑
热轧宽卷板材
‑
分切窄卷板材。该工艺方法如果用于生产大卷重铝合金卷板材，则需要大厚度的铸造扁锭，因此相应的铸造机、加热炉和热机等主要设备都是大型的、投资较大，占地面积大，能耗较高，分切窄卷板材等生产过程中几何废料也高，产品成材率较低。
[0006](2)半连续铸棒热连轧法(如图3)，其工艺流程包括：半连续铸造圆锭
‑
铸锭均匀化
‑
铸锭加热
‑
热连轧
‑
窄卷板材。为了显著提高窄卷板材轧制的效益，生产时通常主要采用更加高效率的连轧工艺，连轧过程一般包括粗轧、中轧和精轧。在窄卷板材连轧过程中，坯料需要同时在多个机架中进行轧制，实现由大截面圆锭坯料到小截面窄卷板材的加工变形，高水平的控制技术的应用能够保证生产效率及生产质量，具有生产效率高、工艺过程机械化、自动化程度高等优点，也可以获得较大卷重的窄卷板材(通常在300Kg以内)；相应地，该工艺的成材率高，废料损失率比半连续铸造扁锭热轧法生产窄卷板材小。但是该工艺也存在诸多缺点，即：工艺复杂，轧制速度及初轧温度需严格控制，操作难度高。
[0007]除了以上问题外，以上半连续铸锭—轧法生产的铝合金窄卷板材产品为热加工状态，在采用轧制复合法生产铝基金属层状复合板过程中，如图4所示，还必须进行固溶加热和淬火的T4P处理，其工艺操作对于大卷重的铝合金窄卷板材是相当困难的，且层状复合材料在随后固溶淬火处理过程中还易产生开裂、变形和性能不均匀等产品质量问题。

技术实现思路

[0008](一)要解决的技术问题
[0009]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺，主要包括铝合金快冷连续铸造、连续扩展挤压、在线水淬处理、卷取等生产工序。与现有工艺相比，无需再进行分切/切边处理，成材率更高；且本专利技术主要通过对铝合金快冷连续铸造后经连续扩展挤压、出口实现水淬处理，可直接获得固溶效果好的T4P状态产品，用于轧制复合生产金属层状复合材料过程中，无需再进行固溶淬火处理和表面清洗处理，轧制复合后可直接进行时效处理，避免了金属层状复合材料在随后的固溶淬火处理过程中产生开裂、变形和性能不均匀等产品问题。本专利技术还涉及T4P状态铝合金窄卷板材在轧制复合生产铝基层状复合材料中的应用。
[0010](二)技术方案
[0011]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0012]本专利技术提供一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺，其包括：铝合金快冷连续铸造、连续扩展挤压、在线水淬处理、卷取、预时效处理工序；
[0013]所述快冷连续铸造的冷却速度为200
‑
350℃/s，铸造得到等效直径为Ф20
‑
40mm铝合金杆坯；
[0014]连续扩展挤压时，将所述铝合金坯杆通过扩展模腔连续扩展挤压成厚度为4
‑
30mm、宽度为80
‑
300mm的窄卷板材，控制扩展模腔出口的温度为400
‑
540℃；距离扩展模腔的出口10
‑
50mm处设有用于对窄卷板材进行在线水淬处理的冷却水。
[0015]根据本专利技术的较佳实施例，所述连续快冷铸造为轮带式或履带式或水平连续铸造。
[0016]根据本专利技术的较佳实施例，所述快冷连续铸造的冷却速度为250
‑
300℃/s。优选地，所述铝合金杆坯为圆形或近似方形的成卷杆坯，然后通过连续扩展挤压成大断面铝合金板材。
[0017]根据本专利技术的较佳实施例，连续扩展挤压时，使用的连续挤压机为400型、550型或600型单轮单槽铝连续挤压机，采用扩展模腔进行挤压。
[0018]根据本专利技术的较佳实施例，连续扩展挤压时，连续挤压机的挤出轮转速为3
‑
12rpm。
[0019]根据本专利技术的较佳实施例，所述冷却水与扩展模腔的出口距离控制在20
‑
30mm。通过对铝合金快冷连续铸造后经连续扩展挤压出来的窄卷板材进行在线水淬处理，可直接获得固溶效果好的T4P状态产品，且整卷板材组织和性能均匀一致。
[0020]根据本专利技术的较佳实施例，所述冷却水采用喷洒装置喷洒到所述扩展模腔出来的窄卷板材表面进行淬火，淬火后产品温度控制在50
‑
100℃。
[0021]卷取工序中，可根据用户要求的重量或长度进行卷取，产品长度或重量不受工艺限制；本专利技术使用小直径的铝合金坯棒经扩展模腔连续扩展挤压制得窄卷板材的技术，与大铸锭
‑
热轧工艺产品相比，无需再进行分切和切边处理，成材率更高。
[0022]根据本专利技术的较佳实施例，预时效处理的条件为：105℃
‑
140℃保温1
‑
4小时，优选是115℃
‑
125℃保温2
‑
3小时。
[0023]根据本专利技术的较佳实施例，铝合金窄卷板材为6系、2系或7系高性能铝合金窄卷板
材。
[0024]第二方面，本专利技术提供一种上述任一实施例的T4P状态铝合金窄卷板材在轧制复合制备金属层状复合板中的应用。
[0025]根据本专利技术的较佳实施例，在采用所述T4P状态铝合金窄卷板材进行轧制复合制备金属层状复合板后，不进行固溶淬火处理和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种T4P状态铝合金窄卷板材的生产工艺，其特征在于，其包括：铝合金快冷连续铸造、连续扩展挤压、在线水淬处理、卷取、预时效处理工序；所述快冷连续铸造的冷却速度为200
‑
350℃/s，铸造得到等效直径为Ф20
‑
40mm铝合金杆坯；连续扩展挤压时，将所述铝合金坯杆通过扩展模腔连续扩展挤压成厚度为4
‑
30mm、宽度为80
‑
300mm的窄卷板材，控制扩展模腔出口的温度为400
‑
540℃；距离扩展模腔的出口10
‑
50mm处设有用于对窄卷板材进行在线水淬处理的冷却水。2.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述连续快冷铸造为轮带式或履带式或水平连续铸造。3.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于，所述快冷连续铸造的冷却速度为250
‑
300℃/s。4.根据权利要求1所述的生产工艺，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇刚，陈闻天，文勇，赵国栋，付前伟，
申请(专利权)人：湖南乾龙新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：