[发明专利]铁道罐车罐体用铝合金复合板材的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金复合板材的制造方法。

背景技术

目前，铁道在用的罐车罐体均采用耐硝酸腐蚀性能优良的纯铝板材制成，纯铝板材力学性能差，表现为：抗拉强度低，仅为60～100N/mm²；非比例延伸强度低，不大于15N/mm²；因此，导致罐车罐体在使用中存在严重变形、开裂等问题，制约了大吨位级罐车的发展。

发明内容

本发明目的是为了提供一种铁道罐车罐体用铝合金复合板材的制造方法，以解决铁道在用的罐车罐体采用的纯铝板材的抗拉强度低、非比例延伸强度低的问题。

铁道罐车罐体用铝合金复合板材的制造方法，所述的制造方法按以下步骤实现：一、按铝合金板材中元素的质量百分比为Mg：2.2％～2.8％、Cr：0.15％～0.35％、Si≤0.25％、Fe≤0.40％、Cu≤0.10％、Mn≤0.10％、Zn≤0.10％和余量是Al的比例，称取铝合金锭和镁锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为710℃～750℃条件下熔炼2.5～4.5小时，得到基层合金熔液；二、将步骤一制得的基层合金熔液在铸造温度为700℃～715℃、铸造速度为60mm/min～65mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa和冷却水温度为10℃～20℃的条件下铸造成厚度为220mm～255mm的铸块，并将铸块铣去表面的铸造氧化皮，得到基层合金铸块；三、将步骤二制得的基层合金铸块进行均匀化退火，退火温度为455℃～465℃，保温18～22小时；四、按铝合金板材中元素的质量百分比Si≤0.25％、Fe≤0.35％、Cu≤0.05％、Mn≤0.03％、Mg≤0.03％、Zn≤0.05％、Ti≤0.03％、V≤0.05％和余量是Al的比例，称取铝合金锭并加入到干燥的熔炼炉中，在温度为710℃～750℃条件下熔炼2.5～4.5小时，得到覆层合金熔液；五、将步骤四制得的覆层合金熔液在铸造温度为700℃～710℃、铸造速度为55mm/min～60mm/min、冷却水强度为0.08MPa～0.15MPa和冷却水温度为10℃～20℃的条件下铸造成厚度为240mm～270mm的覆层合金铸块；六、将步骤五制得的覆层合金铸块进行均匀化退火，退火温度为455℃～465℃，保温18～22小时；七、将经步骤六处理的覆层合金铸块放入链式加热炉中加热至覆层合金铸块的温度为420℃～500℃，经过19～24道次热轧至铸块的厚度为41.7mm～42.3mm，再切割至长度为1420mm～1480mm，得坯料，并将坯料降至室温，得到覆层合金坯料；八、将步骤七得到的覆层合金坯料与经步骤三处理的基层合金铸块叠放一起并放入链式加热炉中加热至温度为420℃～450℃，加热时间为4～7小时，再经过27～31道次热轧至厚度为18.2mm～22.2mm，制得复合板材；九、将步骤八制得的复合板材进行成品退火，退火温度为380℃～420℃，加热时间为1～2小时，取出后利用矫直机矫直，再锯切，得到铁道罐车罐体用铝合金复合板材。

本发明的铝合金板材中的单个杂质≤0.05％，全部杂质的范围为≤0.15％，此范围内的杂质对铝合金复合板材的性能没有影响。

本发明通过基层合金和覆层合金成分的合理配比，使得在室温下的性能比一般纯铝板材高，耐腐蚀性能和机械性能同样优良；通过覆合和热轧工序，使覆合铸块减少裂纹的产生；采用均匀化退火消除晶内偏析和铸造应力，使板材具有较好的加工和成型性能；采用成品退火，严格控制加热时间，板材升温迅速，组织均匀，无粗大晶粒，保证了板材最终力学性能稳定。

本发明制备的铝合金复合板材平直、颜色均一，包覆层厚度均匀、稳定，工业生产中成型性能好，综合力学性能优良，抗拉强度不小于170N/mm²，非比例延伸强度不小于70N/mm²，断后伸长率不小于20％，同时具有较好的耐腐蚀性能，适合制作铁道罐车罐体。

具体实施方式