一种具有超塑性的铝合金板材及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种具有超塑性的侣合金材料及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 我国轨道交通运输业在快步发展，地铁、轻轨列车等行业对侣合金材料的需求越 来越大，对侣合金超塑板材的应用开发也更为迫切。5083合金是Al-Mg系合金，该系合金 WMg为主要添加元素，密度比纯侣低，耐腐蚀，具有良好的可焊接性和抛光性能，价格低廉 等诸多优点，可用于制作各种结构件，广泛应用于船舶、汽车及航空航天等领域。但对含Mg 量较高的合金，由于塑性相对较低，利用常规的塑性成形方法难W制造一些汽车及航空航 天用的复杂构件，所W目前广泛使用的5083合金板材，可用于生产超塑成形变形量不大、 形状不复杂的地铁列车车窗。但是在成形变形量大、形状复杂的列车口柱时，其超塑性能不 能满足使用要求。因此现需要一种具有超塑性的侣合金板材替代现在广泛使用的5083合 金〇
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是要解决现有5083合金的塑性性能较低的问题，而提供一种具有 超塑性的侣合金板材及其制造方法。
[0004] 本发明具有超塑性的侣合金板材中各元素的质量百分比如下：Mg: 4. 0 %~ 5. 0%，Mn:0. 50 % ~0. 90%，Cr:0. 05 % ~0. 20%，Zr:0. 05 % ~0. 15%，Ti:0. 02 % ~ 0. 08%，Cu< 0. 05%，Zn< 0. 10%，Si< 0. 10%，Fe< 0. 12%和余量的A1。
[0005] 本发明具有超塑性的侣合金板材的制造方法按下列步骤实现：
[0006] 一、按质量百分数为Mg:4. 0%~5.0%，Mn:0. 50%~0.90%，Cr:0. 05%~ 0.20%，2':0.05%~0.15%，1'1:0.02%~0.08%和余量41的比例称取高纯侣锭、纯儀 锭、侣儘中间合金、侣铭中间合金、侣铁中间合金、儀错中间合金和侣铁棚晶粒细化剂作为 原料；
[0007] 二、将步骤一称取的高纯侣锭、侣铭中间合金、侣儘中间合金和侣铁中间合金加入 到烙炼炉中，在700°c~750°C的溫度下烙炼，当烙炼炉中的合金处于半烙融状态时，加入 儀错中间合金和纯儀锭，继续保溫，当烙炼炉中的合金完全呈液态时，进行充分揽拌，然后 加入覆盖剂，再用Ar-Cl2混合气体对侣合金烙体进行精炼，静置30min后得到侣合金烙液；
[0008] S、将原料中的侣铁棚晶粒细化剂烙入侣合金烙液中，在溫度为710°C~750°C、 水压为0. 〇8MPa~0. 15MPa、速度为35mm/min~45mm/min的条件下进行铸造，得到合金铸 锭；
[0009] 四、将步骤=得到的合金铸锭在溫度为390°C~415°C的条件下保溫化~化，然后 再在溫度为485°C~510°C的条件下保溫2化~28h，得到退火后的合金铸锭；
[0010] 五、对退火后的合金铸锭锐面，然后放入台式炉加热中加热至400°C~420°C，保 溫3~化后进行社制，得到热社板；
[0011] 六、将步骤五得到的热社板在溫度为140°c~160°C条件下进行中溫卷社，得到具 有超塑性的侣合金板材。
[0012] 本发明制备得到的高儀合金板材具有高溫超塑性能，板材的横向延伸率可达 220%~240%，纵向延伸率可达240 %~260%，已能一步成形出形状复杂的工件，而且成 形没有回弹，尺寸稳定，加工偏差能够小于3. 5%。，公差与精密机加工相近。此外，该制造工 艺符合绿色环保加工，能够满足成形变形量更大、形状更复杂的成形需求，并且可W完全替 代进口同类产品。本发明所述的侣合金板材可用于制造航空、航天、汽车、火车、建筑业、电 子和医疗等领域中侣合金制造的复杂形状工件。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0013] 一：本实施方式具有超塑性的侣合金板材中各元素的质量百分比如 下：Mg:4. 0%~5. 0%，Mn:0. 50%~0. 90%，Cr:0. 05%~0. 20%，Zr:0. 05%~0. 15%， Ti:0. 02%~0. 08%，Cu< 0. 05%，Zn< 0. 10%，Si< 0. 10%，Fe< 0. 12%和余量的A1。
[0014] 本实施方式中的杂质元素来源于侣锭；杂质Si<0. 10%、化<0. 12%、化< 0.05%、Zn< 0. 10%，其他单个杂质《0.05%，此范围内的杂质对侣合金板材的性能没有 影响。
【具体实施方式】 [0015] 二：本实施方式与一不同的是具有超塑性的侣合金 板材中各元素的质量百分比如下：Mg:4. 65%，Mn:0. 70%，Cr:0. 11%，Zr:0. 13%，Ti: 0. 03%，Cu< 0. 05%，Zn< 0. 05%，Si< 0. 10%，Fe< 0. 12%和余量的Al。
【具体实施方式】 [0016] 本实施方式具有超塑性的侣合金板材的制造方法按下列步骤实 施：
[0017] 一、按质量百分数为Mg:4. 0%~5.0%，Mn:0. 50%~0.90%，Cr:0. 05%~ 0.20%，2':0.05%~0.15%，1'1:0.02%~0.08%和余量41的比例称取高纯侣锭、纯儀 锭、侣儘中间合金、侣铭中间合金、侣铁中间合金、儀错中间合金和侣铁棚晶粒细化剂作为 原料；
[0018] 二、将步骤一称取的高纯侣锭、侣铭中间合金、侣儘中间合金和侣铁中间合金加入 到烙炼炉中，在700°c~750°C的溫度下烙炼，当烙炼炉中的合金处于半烙融状态时，加入 儀错中间合金和纯儀锭，继续保溫，当烙炼炉中的合金完全呈液态时，进行充分揽拌，然后 加入覆盖剂，再用Ar-Cl2混合气体对侣合金烙体进行精炼，静置30min后得到侣合金烙液；
[0019] S、将原料中的侣铁棚晶粒细化剂烙入侣合金烙液中，在溫度为710°C~750°C、 水压为0. 〇8MPa~0. 15MPa、速度为35mm/min~45mm/min的条件下进行铸造，得到合金铸 锭；
[0020] 四、将步骤S得到的合金铸锭在溫度为390°C~415°C的条件下保溫化~化，然后 再在溫度为485°C~510°C的条件下保溫2化~28h，得到退火后的合金铸锭；
[0021] 五、对退火后的合金铸锭锐面，然后放入台式炉加热中加热至400°C~420°C，保 溫3~化后进行社制，得到热社板；
[0022] 六、将步骤五得到的热社板在溫度为140°C~160°C条件下进行中溫卷社，得到具 有超塑性的侣合金板材。
[0023] 本实施方式步骤五在台式炉中加热测量金属溫度为400°C~420°C，保证合金在 最佳热塑性区。
【具体实施方式】 [0024] 四：本实施方式与=不同的是步骤二所述的覆盖剂为 2号烙剂，按烙炼炉中金属质量的0.5%~0.6%加入覆盖剂。其它与S相同。
[0025] 本实施方式中的覆盖剂按质量百分比由腺1:32~40%、1邑化:38~46%和 6曰(：12:5~8%组成。
【具体实施方式】 [0026] 五：本实施方式与=或四不同的是步骤二所述的 Ar-Clz混合气体中Ar和C12体积比为（31~33. 5) :1。其它与S或四相同。
【具体实施方式】 [0027] 六：本实施方式与=至五之一不同的是步骤二精炼的 时间为15~25min。其它与S至五之一相同。
【具体实施方式】 [0028] 屯：本实施方式与=至六之一不同的是步骤=在溫度 为730°C、水压为0.lOMPa、速度为45mm/min的条件下进行铸造。其它与S