[发明专利]船用5059铝合金板材的生产方法

说明书

本发明公开一种船用5059铝合金板材的生产方法，铝合金技术领域，采用原料为Si 0.35～0.45wt%，Fe 0.35～0.50wt%，Cu 0.15～0.25wt%，Mn 0.6～1.2wt%，Cr 0.15～0.25wt%，Ti 0.1～0.2wt%，Zr 0.05～0.25wt%，Zn 0.6～0.7wt%，Mg 5.0～5.5wt%，Be 2～5ppm，余量为Al，在熔炼过程中加入Al‑RE稀土中间合金；经过熔炼‑精炼‑静置‑铸造‑均热‑锯切铣面‑热轧‑拉伸‑稳定化退火‑定尺锯切之后得到5059铝合金板材，与现有技术相比，本可以解决现有工艺生产5059铝合金铸锭时易产生疏松、成分偏析、氧化物夹渣、腐蚀敏感性高、轧制过程中头尾分层以及性能不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及铝合金技术领域，尤其是一种50mm厚船用5059铝合金板材的生产方法。

背景技术

5059为不可热处理强化合金，其具有较高强度、良好韧性以及可再生性等特点，主要应用于汽车、船舶、建筑、航空以及军事等领域。相比于5083铝合金，5059具有更优异的力学性能和抗腐蚀性能，可作为5083的替代材料而广受关注。

扁锭的质量会直接影响板带材的性能，5059铝合金中Mg含量较高，铸锭制备过程中易氧化造成氧化物夹渣和成分偏差。高合金化使合金流动性降低，造成疏松等铸造缺陷，现有制备工艺方法下，铸造温度、冷却水流速度及引锭头下降速度等参数不能与5059合金的特性良好匹配而出现铸锭的合格率低等问题。轧制过程中轧制温度、道次下压量与5059合金匹配不良易出现头尾开裂分层、板型不良等问题。在5059铝合金中Al₃Mg₂相腐蚀电位较低，常在晶界处连续分布，造成材料腐蚀敏感性升高，易产生应力腐蚀和晶间腐蚀。通过调节Zn的加入量可以影响Al₃Mg₂的分布位置及形态，有效的提高材料的耐腐蚀性能。Zn含量在0.6～0.7wt%范围内耐腐蚀性能提高明显，继续增加加入量则耐腐蚀性能保持不变，而目前没有制备工艺明确Zn的加入量范围。加入稀土成分可有效改善5059高Mg铝合金流动性差，易产生疏松的问题，同时可以改善材料内部第二相形貌。5059合金直接在460℃以上进行热处理会造成低熔点第二相过烧，采用双级均热处理可以避免过烧现象出现。经DSC测定，低熔点共晶相在459℃开始回熔，高熔点共晶相在573℃开始回熔，因而第一阶段均热处理温度应低于459℃，待低熔点共晶相溶入基体中后升温至573℃，将高熔点共晶相溶解，达到析出相重新在晶界进行非连续析出的目的。对铸锭进行均热处理可以有效的改善铸锭中Al3Mg2相的形态，由原有连续网状结构向非连续结构转变，从而提高材料的抗腐蚀性能，但目前没有提出针对5059铸锭的均热处理工艺，在5059轧制过程中，前10道次采用较小压下量可减小坯料发生头尾开裂、分层的问题。综上，提出一种50mm厚船用5059铝合金板材的制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种船用5059铝合金板材的生产方法，它可以解决现有工艺生产5059铝合金铸锭时易产生疏松、成分偏析、氧化物夹渣、腐蚀敏感性高、轧制过程中头尾分层以及性能不稳定的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：采用如下原料：

Si 0.35～0.45wt%，Fe 0.35～0.50wt%，Cu 0.15～0.25wt%，Mn 0.6～1.2wt%，Cr0.15～0.25wt%，Ti 0.1～0.2wt%，Zr 0.05～0.25wt%，Zn 0.6～0.7wt%，Mg 5.0～5.5wt%，Be 2～5ppm，余量为Al；在熔炼过程中加入Al-RE稀土中间合金；

其生产的步骤包括：

（1）熔炼：将上述原料按比例放入炉内，熔炼时炉气温度为1000～1200℃，熔炼时间3～12h，熔平后进行电磁搅拌和人工搅拌，电磁搅拌时间和人工搅拌时间比例为2:1，搅拌时间总和为30～60min，熔体温度在740℃～760℃；