本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种al-mg合金精密板的生产工艺。
背景技术：
铝合金精密铸造板是一种铸造后不经过热轧，只经过热处理和机加工就应用的一类新型铝合金产品，目前该产品广泛应用于交通运输、机械电子、工模具、精密仪器等领域。与钢相比，铝合金精密铸造板的优势表现在：（1）密度小，铝材的密度仅为钢材的三分之一左右，因而铝合金更适于当前工业领域轻量化要求；（2）热导率高，铝合金的热导率约为钢的4倍，在加工过程中可显著缩短冷却周期，不用设置复杂的冷却系统；（3）可切削性优异，铝合金的切削速度可达钢材料的快4倍，可进行高速切削，显著缩短制造周期，降低切削刀具的磨损，因而可显著降低生产成本；（4）电导率大，铝合金的电导率比钢材的大9倍，这对于放电加工模具极为有利，加工时间仅相当于放电加工钢模具的1/4～1/5；（5）高回收率，加工铝屑和废旧铝板不易氧化，可直接回炉进行重新熔炼生产新的铝锭，回收率达到90-95%以上，远高于钢铁65%；（6）铸造板尺寸精度高，远高于铝合金热轧板，提高后续加工精度和减少客户加工废料等。因此，制造成本可大幅下降，减少环境污染等。
与铝合金轧制板材相比，由于铸造板在铸造状态具有特定的冶金组织和相当理想的应力释放性能，因而经高速切削加工后几乎不存在变形、扭曲，而轧制产品组织沿轧制方向呈一定纤维状分布，在切削加工过程及加工后总会存在变形，甚至扭曲过度导致报废。
当前精密铸造板的生产制造技术主要集中在国外先进铝加工企业手中，国内各大铝加工企业严重缺乏铝合金精密铸造板相应的生产设备与生产制造技术。目前生产5052等al-mg合金精密铸造板的缺点主要有几下几点：1）、升温降温速率不合理，导致额外产生内应力或者内应力不均匀，严重限制了该产品的后续加工使用；2）、由于精密铸造板对切削加工稳定性与阳极氧化性能等要求非常苛刻，但目前该产品的机加工工艺还不是非常成熟，板材在锯切、铣面过程的加工速度、进给量等参数控制不合理，容易出现机加工变形等问题。
申请人在在先申请的文件中（cn104404412b、cn104388773b）已经公开了部分铝合金精密铸造板的铸造、热处理及机械加工工艺，但是随着工业生产的发展，对不同的al-mg合金精密板的要求也越来越高，老的工艺越来越难以跟上发展的步伐，因此急需一种新的al-mg合金精密板的生产工艺以获得性能更为优越的al-mg合金精密板。
技术实现要素：
针对以上不足，本发明提供一种al-mg合金精密板的生产工艺以获得优异性能的al-mg合金精密板。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯；
步骤2、对所述锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：30~60℃/h；
料温保温温度为：370~430℃，保温时间为：15~50h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机等控制冷却速度，降温速率为：10~30℃/h，待所述锭坯冷却到150~220℃，再出炉自然冷却；
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各150~350mm，车皮：5~20mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：1600~2500m/min；锯切速度：30~60dm2/min，260~280mm/min；进料速度：45~70mm/min；料台速度：60~85mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度380～450mm/min，铣面盘旋转主轴240~280s。
作为本发明的优化，步骤1配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：2.0~4.0，si<0.4，fe<0.4，cu<0.1，mn<1.0，cr<0.35，ti<0.2，其余为al及不可避免的杂质。
作为本发明的优化，所述al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：2.0~3.8，si：0.1~0.3，fe：0.15~0.3，cu<0.1，mn：0.47~0.56，cr<0.35，ti<0.2，其余为al及不可避免的杂质。
作为本发明的优化，所述al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：2.3，si：0.12，fe：0.18，cu：0.08，mn：0.56，cr<0.22，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
作为本发明的优化，步骤2的热处理中，升温速率为：45~55℃/h；
料温保温温度为：380~400℃，保温时间为：20~45h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：10~30℃/h，待所述锭坯冷却到150~220℃，再出炉自然冷却。
作为本发明的优化，步骤2的热处理中，升温速率为：50℃/h；
料温保温温度为：400℃，保温时间为：25h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：20℃/h，待所述锭坯冷却到200℃，再出炉自然冷却。
作为本发明的优化，步骤3中，车床进行切头、切尾各150~200mm，车皮：10~15mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：1600~2500m/min；锯切速度：35~55dm2/min，265~275mm/min；进料速度：45~60mm/min；料台速度：60~70mm/min。
作为本发明的优化，步骤3中，车床进行切头、切尾各180mm，车皮：12mm；锯床的工艺参数为锯带速度：2200m/min；锯切速度：50dm2/min，270mm/min；进料速度：50mm/min；料台速度：65mm/min。
作为本发明的优化，步骤3中，铣床的铣面工艺参数为料台进料速度400～430mm/min，铣面盘旋转主轴250~270s。
作为本发明的优化，步骤3中，铣床的铣面工艺参数为料台进料速度420mm/min，铣面盘旋转主轴260s。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出一种新的均匀化热处理工艺和机加工工艺来制备al-mg合金精密铸造板，在中低温长时均匀化热处理中，严格控制升温速率、保温时间和降温速率，以及提出一种新的降温冷却方式；在经过特殊的锯切、铣面工艺生产出来的精密铸造板产品，与轧制制备al-mg系铝合金板材和钢材相比，本发明精简了制备工序、提高板材尺寸精度、缩短了生产周期、降低了产品生产成本。所生产的精密铸造板材严格控制了铸造工艺，采用了特有的热处理与机加工工艺，确保了该板材组织细小均一、无轧制织构、内应力极低、后续机加工尺寸精度高。除此之外，经过本发明的热处理工艺，很好的控制了该合金中析出相的大小，析出量和析出位置，很大程度上改善了该产品的抛光性能与氧化着色性能。与现有技术相比，本发明提供的al-mg合金精密板的生产工艺能够适用于新的合金组分的al-mg合金。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一种al-mg合金精密板的生产工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参照图1，本实施例的一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯。
其中，配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：2.3，si：0.12，fe：0.18，cu：0.08，mn：0.56，cr<0.22，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
熔炼中，待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为800℃，熔炼时间小于8小时。
精炼中，将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为730℃，精炼时间小于2小时。精炼后静置，静置<4小时。
除气和过滤中，在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，除气采用多级除气处理，以降低铝熔体中的含气量，并减少铝合金铸锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi的过滤板进行过滤除渣，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷。
铸造中，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭，铸造温度为700℃，冷却水流量为220m3/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm。铸造后获得铸坯。
步骤2、对锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：50℃/h；
料温保温温度为：400℃，保温时间为：25h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：20℃/h，待所述锭坯冷却到200℃，再出炉自然冷却。
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各180mm，车皮：12mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：2200m/min；锯切速度：50dm2/min，270mm/min；进料速度：75%，50mm/min；料台速度：65mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度420mm/min，铣面盘旋转主轴260s。
按上述工艺制得6mm～350×1000mm～1600mm×3000mm～6000mm规格的al-mg合金精密板，采用本实施例的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度如表1。
表1采用实施例1的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度
实施例2
请参照图1，本实施例的一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯。
其中，配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：2.0，si：0.10，fe：0.15，cu：0.08，mn：0.47，cr<0.22，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
熔炼中，待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为795℃，熔炼时间小于8小时。
精炼中，将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为728℃，精炼时间小于2小时。精炼后静置，静置<4小时。
除气和过滤中，在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，除气采用多级除气处理，以降低铝熔体中的含气量，并减少铝合金铸锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi的过滤板进行过滤除渣，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷。
铸造中，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭，铸造温度为702℃，冷却水流量为220m3/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm。铸造后获得铸坯。
步骤2、对锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：30℃/h；
料温保温温度为：370℃，保温时间为：50h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：10℃/h，待所述锭坯冷却到220℃，再出炉自然冷却。
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各150mm，车皮：5mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：1600m/min；锯切速度：30dm2/min，260mm/min；进料速度：45mm/min；料台速度：60mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度380mm/min，铣面盘旋转主轴240s。
按上述工艺制得6mm～350×1000mm～1600mm×3000mm～6000mm规格的al-mg合金精密板，采用本实施例的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度如表2。
表2采用实施例2的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度
实施例3
请参照图1，本实施例的一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯。
其中，配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：4.0，si：0.3，fe：0.3，cu：0.08，mn：0.56，cr<0.3，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
熔炼中，待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为796℃，熔炼时间小于8小时。
精炼中，将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为735℃，精炼时间小于2小时。精炼后静置，静置<4小时。
除气和过滤中，在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，除气采用多级除气处理，以降低铝熔体中的含气量，并减少铝合金铸锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi的过滤板进行过滤除渣，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷。
铸造中，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭，铸造温度为697℃，冷却水流量为220m3/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm。铸造后获得铸坯。
步骤2、对锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：60℃/h；
料温保温温度为：430℃，保温时间为：15h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：30℃/h，待所述锭坯冷却到150℃，再出炉自然冷却。
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各350mm，车皮：20mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：2500m/min；锯切速度：60dm2/min，280mm/min；进料速度：70mm/min；料台速度：85mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度450mm/min，铣面盘旋转主轴280s。
按上述工艺制得6mm～350×1000mm～1600mm×3000mm～6000mm规格的al-mg合金精密板，采用本实施例的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度如表3。
表3采用实施例3的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度
实施例4
请参照图1，本实施例的一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯。
其中，配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：3.8，si：0.3，fe：0.3，cu：0.06，mn：0.5，cr<0.22，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
熔炼中，待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为803℃，熔炼时间小于8小时。
精炼中，将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为727℃，精炼时间小于2小时。精炼后静置，静置<4小时。
除气和过滤中，在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，除气采用多级除气处理，以降低铝熔体中的含气量，并减少铝合金铸锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi的过滤板进行过滤除渣，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷。
铸造中，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭，铸造温度为706℃，冷却水流量为220m3/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm。铸造后获得铸坯。
步骤2、对锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：45℃/h；
料温保温温度为：380℃，保温时间为：45h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：15℃/h，待所述锭坯冷却到175℃，再出炉自然冷却。
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各150mm，车皮：10mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：1800m/min；锯切速度：35dm2/min，265mm/min；进料速度：45mm/min；料台速度：60mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度400mm/min，铣面盘旋转主轴250s。
按上述工艺制得6mm～350×1000mm～1600mm×3000mm～6000mm规格的al-mg合金精密板，采用本实施例的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度如表4。
表4采用实施例4的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度
实施例5
请参照图1，本实施例的一种al-mg合金精密板的生产工艺，包括以下步骤：
步骤1、配料，熔炼，精炼、除气和过滤，铸造，铸造后获得锭坯。
其中，配料中，al-mg合金的组分及重量百分比为：mg：3.0，si：0.22，fe：0.25，cu：0.08，mn：0.55，cr<0.22，ti<0.15，其余为al及不可避免的杂质。
熔炼中，待铝锭完全熔化后在投入纯镁锭，投入镁锭后，进行充分电磁搅拌、扒渣，在炉前取样分析进行成分调整，熔炼保温温度为807℃，熔炼时间小于8小时。
精炼中，将熔体转入保温炉中通入氯气+氩气混合气体进行精炼，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，精炼温度为728℃，精炼时间小于2小时。精炼后静置，静置<4小时。
除气和过滤中，在除气装置中通入氯气+氩气混合气体进行除气，除气采用多级除气处理，以降低铝熔体中的含气量，并减少铝合金铸锭中的气孔、疏松等铸造缺陷，氯气占氩气和氯气混合气体总量的2～25%，过滤装置使用30ppi或40ppi的过滤板进行过滤除渣，除去铝熔体中的氧化物、非金属夹杂物和其他有害金属杂质，以减少铸锭中夹渣等铸造缺陷。
铸造中，采用直接水冷半连续铸造的铝合金扁锭，铸造温度为702℃，冷却水流量为220m3/hr，铸造速度为35mm/min，结晶器金属液位65mm。铸造后获得铸坯。
步骤2、对锭坯进行中低温长时均匀化热处理，其中，
升温速率为：55℃/h；
料温保温温度为：400℃，保温时间为：20h；
冷却方式为：保温时间结束后，关闭供热系统，停止加热，通过循环风机、冷却风机控制冷却速度，降温速率为：20℃/h，待所述锭坯冷却到180℃，再出炉自然冷却。
步骤3、对经过热处理的所述锭坯进行机械加工，用车床进行切头、切尾各200mm，车皮：15mm；
锯床的工艺参数为锯带速度：2300m/min；锯切速度：55dm2/min，275mm/min；进料速度：60mm/min；料台速度：70mm/min；
铣床的铣面工艺参数为料台进料速度430mm/min，铣面盘旋转主轴270s。
按上述工艺制得6mm～350×1000mm～1600mm×3000mm～6000mm规格的al-mg合金精密板，采用本实施例的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度如表5。
表5采用实施例5的工艺方法制得的al-mg合金精密板的尺寸精度
通过表1至表5可知，采用本发明的工艺生产的al-mg合金精密板产品的内应力小，加工变形小，尺寸公差小，与国外先进产品基本相当，甚至优于同类的国外高端产品。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。