[发明专利]一种中强耐蚀高镁铝合金板材的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及铝合金加工技术领域，尤其是涉及一种中强耐蚀高镁铝合金板材的制备工艺。

背景技术

高镁铝合金中厚板广泛应用于船舶、装甲、交通运输等领域。与钢相比，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。因此在上述涉及的交通运输行业铝代钢是大势所趋。

高镁铝合金高强、耐蚀板材的生产方法主要是冷轧加工硬化工艺。轧制板材的典型生产工艺流程如下：配料；熔炼；精炼、除气、过滤；铸造；均匀化退火；锯切头尾；铣面；预热；热轧；中间退火；冷轧；最终成品退火；横切开卷；质检；包装入库或发货。冷轧加工硬化工艺具有以下缺点：(1)冷轧轧制板材经过最终退火后，组织结构为轧制组织，在焊接过程中，由于温度的传递，会导致热影响区性能下降明显；(2)由于冷轧机开口度的限制，冷轧加工工艺只能生产厚度在10mm以下的板材，厚度较大的板材不能实现冷轧加工硬化；(3)轧制板材的平面度和厚度只用轧辊控制，精度难把握。

针对上述冷轧加工硬化工艺的缺点，本发明提出一种创新的生产工艺来制备高镁铝合金中厚板，可以突破冷轧机开口度的限制，生产厚度较大的板材；实现板材为热轧组织，提高焊接后热影响区的性能；通过拉伸方式来代替冷轧加工硬化还可以保证板材板型平直度。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种中强耐蚀高镁铝合金板材的制备工艺。与传统冷轧法制备的高镁铝合金板材相比，本发明的制备工艺可以突破冷轧机开口度的限制，生产厚度较大的板材，所得板材平直度高、内应力低、冷变形均匀、腐蚀性能优秀。

本发明采用的技术方案如下：

一种中强耐蚀高镁铝合金板材的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：

配料：按照各元素重量分数为Mg3.5-6.5％，Mn0.4-1.3％，Zn≤1.0％，Cu≤0.5％，Fe≤0.4％，Si≤0.4％，Cr≤0.3％，Zr≤0.25％，Ti≤0.25％，其他为Al和一些不可避免的杂质元素准备原料；

炼制:将所述铝合金原料炼制为铝合金铸锭；

均匀化退火：将铝合金铸锭在400℃-550℃温度范围进行均热处理，保温1-50小时，然后冷却至室温；

锯切、铣面：将铸锭运至锯床和铣床进行锯切和铣面；

预热和热轧：将加工后的铸锭在热轧车间的预热炉进行预热，预热温度为400℃-550℃，保温1-25h，预热后将铸锭吊入轧机辊道将铸锭热轧成板材或卷材，热轧时的终轧温度≥280℃；

拉伸：将板材或卷材自然冷却后，先进行切边处理或开卷并矫直后进行切边处理，再到拉伸机上拉伸，拉伸量为3-7％；

锯切：将拉伸后的板材再转入锯床切成成品尺寸。

进一步地，所述炼制包括以下步骤：

熔炼:将配料称取的原料投入到可倾斜熔炼炉熔炼，并进行电磁搅拌，取样检测化学成分，看是否满足成分控制要求，如有必要进行成分控制调整，成分合格后，转至可倾斜保温炉进行精炼、扒渣；

除气、过滤:转入在线除气过滤装置进行过滤；

铸造：采用半连续铸造工艺，将铝合金原料铸成厚度为300-700mm的铸锭。

进一步地，所述均匀化退火步骤中，铝合金铸锭均热处理的温度为450-500℃，保温10-24小时，然后冷却至室温。

进一步地，在所述预热和热轧步骤中，预热温度为400℃-500℃，保温10-24h。

均匀化退火过程可以让铸锭内的各结晶相和过渡元素完全融入到基体中使得所有成分均匀分布。在均匀化过程中，当均匀化处理温度较低时，难以使一些具有较高熔点的一次凝固析出相实现充分回溶；而当均匀化处理温度过高时，铸锭中存在的一些低熔点共晶相将会出现过烧现象。因此，需选择合理的均匀化退火温度及时间，使一次析出相最大限度的回溶。本发明通过针对高镁铝合金板材的均匀化处理的研究作了大量工作，研究结果表明，400℃-550℃这一温度区间是较为合适的均匀化温度。

本发明在热轧前对铸锭进行预热，并优选预热温度为400-550℃，把铣面后的铸锭通过加热炉高温加热，消除一部分铸锭产生的残余应力，保证热轧所需温度和良好的加工性能。之后进行热轧，通过预热温度、终轧温度的控制，让铸锭内的化合物完全破碎，为板材强度预留足够空间，将铸锭轧到所需最小厚度，并获得适当的力学性能。