本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺。
背景技术：
镜面氧化用5505铝合金，以bsen573-3-2009为成分控制标准，依照按其对氧化成型能力要求的不同，主要有h22和h24两种使用状态，产品具有成型能力高、氧化均匀性好和氧化亮度高的特点，已经广泛应用于飞机、汽车、火车等公共交通及五金装饰领域。这一产品自本世纪初开始，就在北美及欧洲等发达国家的汽车、火车等交通工具上大量应用，并在2008年左右的产业变革中，随同其氧化处理工艺的输出，5505铝合金以指定采购或者委托加工及等方式，通过贸易手段从美国、瑞典等铝合金原产地进入国内市场，并快速应用到国内生产的外资车、合资车及高端国产车的镜面氧化及五金装饰领域。国际目前唯一与这一产品的工艺及功能用法比较接近的产品，只有镜面氧化用1085铝合金，但是截至目前，5505和1085镜面铝的核心技术和产品市场，全部被德国安铝、美国美铝及肯联(瑞士)等了了几个跨国巨头公司所垄断，国内在这一产品上的研发和市场化方面，除新疆众和股份有限公司外，其他国内厂家或研究所，尚没有解决镜面氧化用5505合金在“板锭铸造+热加工技术+热处理技术+表面控制技术+镜面加工技术”这五个相互独立又相互影响的核心产品技术。
国外同行以“1+3”或者“1+4”热连轧机(单卷取，上卷取方式)来提供镜面轧制用的热轧坯料，在氮气保护下进行镜面毛料的稳定化热处理，采用经过改造的专用镜面轧机进行5505镜面轧制，设备投资近二十亿，具有设备投资大、加工成本高的特点。
采用非镜面轧机进行镜面轧制虽然设备成本低，但是非镜面轧机进行镜面轧制时容易诱发的镜面划伤、版型稳定性控制难度大、镜面氧化发灰、退火料表面粗糙化、氧化料底纹控制难、镜面超低粗糙度等问题，导致产品质量不合格，且不适用于镜面氧化用5505合金的镜面加工。
有鉴于此，本申请提出一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺，以国内常规的铝合金1500-1600四辊冷轧机为核心设备，以自主开发并得到的5505镜面毛料为基材，以毛料的表面清洁性控制为控制核心，采用等轧制力分配为工艺配置原则的镜面轧制工艺，在稳定实现了轧制镜面获得的同时，与目前国内最常规的阳极氧化工艺完全匹配，氧化后的表面亮度与进口产品处于同一等级。
为了实现上述目的，所采用的技术方案为：
一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺，包括以下步骤：
s10：镜面毛料：厚度为3.0-3.5mm，表面粗糙度为0.15-0.18μm，拉伸强度为130-140mpa，无可视版型缺陷；
镜面粗轧用工作辊的表面粗糙度控制范围0.06-0.90μm；
镜面精轧用工作辊的表面粗糙度控制范围为0.020-0.035μm；
s20：镜面粗轧：将镜面毛料进行三个道次的粗轧轧制，轧制过程中控制轧制力保持稳定，轧制力为135-145吨，镜面粗轧成品的厚度为1.6mm，屈服强度不小于160mpa，各个道次的物料下线温度不超过45℃；其中，镜面粗轧第一、第二道次速度不超过45m/min，第三道次速度不超过60m/min，各道次之间的轧制力差值不超过15吨；
s30：清洗：对镜面粗轧成品进行清洗并翻面，清洗同时检测毛料表面粗糙度，当表面粗糙度不超过0.08μm时，物料转入镜面精轧环节；
s40：镜面精轧：更换镜面精轧工作辊，对清洗后的镜面粗轧成品进行不少于三个道次的镜面精轧，轧制过程中控制轧制力保持稳定，轧制力不超过140吨，各个道次的物料下线温度不超过40℃；其中，各道次之间的轧制力差值不超过10吨，镜面精轧第一、第二道次的速度不超过45m/min，其他道次的轧制速度不超过60m/min；
s50：镜面轧制完成后，物料采用油介质清洗后转往热处理工序进行氮气保护退火，最终得到镜面成品。
进一步的，所述的镜面轧制工作辊采用恒电流法制备。
进一步的，所述的步骤s30中，清洗介质为d50。
进一步的，所述的轧制油粘度不超过2.45cst，其油膜强度不小于340n，摩擦系数不超过0.045。
进一步的，所述的步骤s20中，根据轧制力、出口侧物料色差、物料下线温度，对镜面轧制时的轧制油基础喷淋量、轧制油油温进行调整，且不超过各道次速度上限。
进一步的，所述的步骤s40中，轧制过程中控制轧制力保持稳定的同时，设定镜面精轧各个道次的绝对压下量。
进一步的，所述的步骤s40中，根据出口色差采用人工调整喷淋系统的方法进行表面色差在线控制；
依照各个道次的物料下线温度不超过40℃，进行轧制油基础喷淋量和轧制油油温设定。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明所述的镜面加工工艺技术立足国内最简单的单机架热轧机(双卷取，下卷取方式)作为镜面坯料加工核心设备，以最普通的四辊冷轧机作为镜面加工主体设备完成镜面加工所有主体过程，可大幅度降低设备成本(单机架热轧机设备成本为几千万，而“1+3”或“1+4”热连轧机等专用镜面轧机设备成本高达近二十亿)。除本发明外，尚无证据表明，国内任何铝加工企业或者研究单位，在类似装备组成下开发出相应的技术。
2、本发明以国内常规的铝合金1500-1600四辊冷轧机为核心设备，以自主开发并得到的5505镜面毛料为基材，以毛料的表面清洁性控制为控制核心，采用等轧制力分配为工艺配置原则的镜面轧制工艺，在稳定实现了轧制镜面获得的同时，与目前国内最常规的阳极氧化工艺完全匹配，氧化后的表面亮度与进口产品处于同一等级。
3、本发明所使用的加工方法及原理，可以直接使用在5657氧化镜面及其他要求粗糙度≤0.04μm的5系镜面氧化产品的表面控制上。
4、本发明通过镜面过程的表面保护、镜面加工工艺(镜面粗轧和镜面精轧)、镜面轧制与润滑状态在线调整等三个方面核心技术。生产方法简单，国内普通的合金板带材加工设备即可实现工艺设计需要，规避了镜面加工与常规合金加工无法兼容的系统问题；与其他合金产品共同生产时无需特殊换线处理等优势，工艺适应性和稳定性好，成本和效率优势明显。
具体实施方式
为了进一步阐述本发明一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺，达到预期发明目的，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
在详细阐述本发明一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺之前，有必要对本发明中提及的原料和方法等做进一步说明，以达到更好的效果。
镜面氧化用5505合金的技术路线：
以国外成熟的，以热连轧机为关键设备的镜面氧化用5505铝合金的技术路线如下：
1)、镜面氧化用5505铝合金典型技术路线
镜面氧化用5505产品，因最终状态的不同，加工技术细节和侧重点上也有所不同，但整体而言，不管产品的最终状态是什么，镜面氧化用5505铝合金的技术路线都是一致的：板锭铸造、板锭均匀化与热加工、卷材热处理(均匀化热处理)、板锭冷加工、卷材镜面加工、卷材清洗、卷材热处理(稳定化热处理)、开板及成型、镜面氧化，等九个大的环节，整个产业的技术核心，集中在铸造技术、热加工技术、表面控制急速、板锭热处理技术、镜面加工等五个核心环节，具体而言，镜面氧化用5505铝合金产品的典型技术路线如下：
板锭铸造→→板锭锯切与铣面→→板锭均匀化→→热加工→→热处理→→冷轧→→镜面加工→→清洗→→版型拉娇→→热处理→→开板成型→→镜面氧化→→成品；
2)、镜面氧化用5505铝合金核心质量及影响因素
镜面氧化用5505铝合金产品，具有两个明确的技术指标和一个核心质量要求，两个核心技术指标分别是：高的反光率(也就是亮度)和高的成型能力(也就是延伸率)。一个核心的质量要求是：不允许任何影响氧化成品表面均匀性和一致性的表面缺陷(如色差、划伤、暗影、砂眼等等)存在。影响产品亮度、成型能力和表面的无缺陷化控制的各项技术方法和控制措施，大多数都存在直接的反向作用，这种控制因素上的相互冲突与统一，是整个产品研发与稳定化的核心。
以镜面氧化用5505铝合金产品的典型加工工艺流程为基础，影响产品质量的主要因素集中在如下几个方面：
1)板锭铸造技术
5505合金是铝纯度≥99.90％的工业纯铝加镁变质后的高纯基5系合金板锭，需要在板锭铸造中同时解决相mg的均匀化分布和组织均匀性(晶粒度)两个核心问题。mg的极端活泼的元素特征决定了其在板锭铸造时的偏聚行为几乎无法避免，而mg的偏聚行为则会直接导致成品物料镜面氧化时的氧化亮度和一致性；与此同时，以高纯铝(铝纯度≥99.90％)为基础下的mg变质，对铸造时的组织均匀性控制技术提出严格要求，而控制合金板锭的组织均匀化的技术方法和防止mg偏聚的技术方法之间，通常都存在不同程度的对立与冲突。
2)板锭热加工技术
5505铝合金产品的镜面氧化用途对热加工时的材料表面与界面提出特殊要求。铝合金的加工表面具有遗传性，镜面氧化的工艺特点决定了热加工过程必须严格控制界面均匀性(在进行均匀化的同时，特别规避mg偏聚和氧化)，比如瑞士肯联通过热加工工序的多机架热连轧机(1+4热连轧机)来实现这一特殊工艺功能，如果没有热连轧机，而是目前国内最常用的单机架热轧机，则在均匀化(热处理)的基础上实现表面均匀性和防止mg偏聚时可采取的工艺方法之间存在直接的工艺冲突。
3)热处理技术
就镜面氧化用5505产品的工艺设计而言，热处理技术在直接决定了物料最终成型能力的同时，也对成型后工件氧化工艺的选择及氧化后的工件亮度产生直接影响。更重要的是：热处理技术与整个物料加工工艺之间的相互制约与遗传关系，其中的板锭晶粒度控制、热加工的均匀化工艺(含时效)、成品状态与功能用法等，都会对5505铝合金的热处理结果造成直接或者间接影响，也最终导致热处理技术成为产品设计与开发的核心技术之一。
4)表面清洁化技术
氧化镜面的一个核心问题，就是物料的表面特征必须在阳极氧化后形成两个基本特征：高亮度和高的均匀性。其中前者指氧化后的镜面需具有足够的亮度，第二个则是指镜面本身不得存在任何形式的影响镜面均匀性和一致性的缺陷，如暗影、色差、划伤、砂眼等等所有肉眼可视非镜面特征，而后者的控制核心，则集中在加工表面的全流程的清洁化设计与控制技术上。
5)镜面加工技术
5505氧化镜面的镜面加工技术，立足于毛料的热加工技术和表面控制技术，并与轧制镜面所面对的镜面氧化工艺直接相关，这一技术起到承上启下的桥梁作用，简单而言，5505镜面加工技术(其实也是5系硬铝合金的镜面加工技术)，不但对镜面加工工艺本身(含润滑工艺)提出特殊要求，而且也对进入镜面加工各个功能段前后的毛料特性指标提出要求。
本发明中未提及的工艺和原料为本领域的常规操作和常规原料。
在了解了上述原料和方法等之后，下面将结合具体实施例对本发明一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺做进一步的详细介绍：
本发明的技术方案为：
s10：镜面毛料：厚度为3.0-3.5mm，表面粗糙度为0.15-0.18μm，拉伸强度严格控制在130-140mpa(对应屈服强度100-105mpa，即状态h22)，无可视版型缺陷；
镜面粗轧用工作辊的表面粗糙度控制范围0.06-0.90μm；
镜面精轧用工作辊的表面粗糙度控制范围为0.020-0.035μm。
s20：镜面粗轧：将镜面毛料进行三个道次的粗轧轧制，轧制过程中控制轧制力保持稳定，轧制力为135-145吨，镜面粗轧成品的厚度为1.6mm，屈服强度≥160mpa，各个道次的物料下线温度≤45℃。
其中，镜面粗轧第一、第二道次速度≤45m/min，第三道次速度≤60m/min，各道次之间的轧制力差值≤15吨。
现有技术通常是采用控制绝对压下量稳定的镜面加工工艺，如氧化用1090镜面铝。控制绝对压下量稳定，每个道次的轧制力就会逐道次增大。但是镜面氧化用5505合金具有硬化速率非常快，加工速度快的特点，若采用采用控制绝对压下量稳定的镜面加工工艺，产品就极易出现横纹。因此，采用控制绝对压下量稳定的镜面加工工艺并不适用于镜面氧化用5505合金。
本发明的镜面加工工艺在轧制过程以控制轧制力稳定为核心，实现了对镜面氧化用5505合金的镜面轧制。
s30清洗：对镜面粗轧成品进行清洗并翻面(将热轧上表面作为镜面精轧的上表面)，清洗时以完全去除毛料表面铝粉等固态物，但不出现明显的刷辊印为原则，调整清刷辊转速和压力。清洗同时检测毛料表面粗糙度，当表面粗糙度≤0.08μm时，物料转入镜面精轧环节。
s40镜面精轧：更换镜面精轧工作辊，对清洗后的镜面粗轧成品进行镜面精轧，镜面精轧总道次数≥3道次，轧制过程中控制轧制力保持稳定，轧制力≤140吨，各个道次的物料下线温度≤40℃。
其中，各道次之间的轧制力差值≤10吨，镜面精轧第一、第二道次的速度≤45m/min，其他道次的轧制速度≤60m/min。
s50：镜面轧制完成后，物料采用油介质清洗后转往热处理工序进行氮气保护退火，最终得到镜面成品。
优选的，所述的镜面轧制工作辊采用恒电流法制备。
采用恒电流法制备镜面轧制工作辊，可以有效去除镜面轧制工作辊表面的凸处，避免由于镜面轧制工作辊上的凸处，导致镜面轧制工作辊的粗糙度大的情况。同时，有利于轧制过程中的轧制力控制。
优选的，所述的步骤s30中，清洗介质为d50。
d50指闪点为50的油，是油的型号。现有技术中清洗是为了去除物料表面的油，采用的是水。而在本发明中，清洗是为了去除物料表面的铝粉，而水是去除不掉铝粉的。本发明通过油将铝粉润湿进行清洗，可以有效去除毛料表面铝粉等固态物。油的闪点越低，效果越好。
优选的，不管是镜面粗轧还是镜面精轧，需要对轧制油和添加剂(铝加工常规的添加剂)进行特别选择。所述的轧制油粘度不超过2.45cst，其油膜强度不小于340n，摩擦系数不超过0.045。轧制力与油膜强度、摩擦系数成正相关。
优选的，所述的步骤s20中，根据轧制力、出口侧物料色差、物料下线温度，对工作辊的凸度、镜面轧制时的基础喷淋量、轧制油油温进行调整，但是以上所有调整，以不超过各道次速度上限为原则。
对物料色差进行控制，即是对版型进行控制，保证产品表面粗糙度的稳定性。
优选的，所述的步骤s40中，轧制过程中控制轧制力保持稳定的同时，设定镜面精轧各个道次的绝对压下量。
镜面粗轧后，清洗后的镜面粗轧成品属于半成品，此时清洗后的镜面粗轧成品上的油非常少，若仅是控制轧制力稳定，就极易产生干摩擦，使油膜破裂，导致产品质量不合格。因此本发明在精轧过程中，在控制轧制力稳定的同时，也控制绝对压下量，可以避免油膜破裂。
优选的，所述的步骤s40中，采用人工干涉轧制油喷淋的方法，根据出口色差采用人工调整喷淋系统的方法进行表面色差在线控制；
依照各个道次的物料下线温度不超过40℃，进行轧制油基础喷淋量和轧制油油温设定。
本发明所述的一种镜面氧化用5505合金的镜面加工工艺，无需专用设备或者对单机架四辊冷轧机进行专门改造，解决了非镜面轧机进行镜面轧制时容易诱发的镜面划伤问题，使用国内最常规的1500或者1600冷轧机即可以稳定实现5505铝合金的镜面轧制。
实施例1.
具体操作步骤如下：
(1)镜面毛料：依照成品厚度和镜面轧制道次加工量的分配原则定制特定厚度的镜面毛料；对镜面来料进行表面粗糙度检测和机械性能检测(拉伸强度、屈服强度)，满足工艺设定的毛料进入镜面轧制环节。镜面毛料的工艺设定为：厚度为3.0-3.5mm，表面粗糙度为0.15-0.18μm，拉伸强度严格控制在130-140mpa(对应屈服强度100-105mpa，即状态h22)，无可视版型缺陷。
经过油清洗，并完成均匀化热处理的镜面毛料(厚度范围3.2mm，状态h22)在进入镜面轧制前，确认其表面粗糙度稳定控制在0.16μm，拉伸强度严格控制在135mpa(对应屈服强度102mpa)，并且无可视版型缺陷。
(2)采用恒电流法制备镜面轧制工作辊。采用恒电流模式磨削镜面辊，确保镜面辊的粗糙度稳定维持在0.06-0.9μm，镜面精轧工作辊粗糙度稳定维持在0.020-0.035μm。
(3)轧制工序：包括镜面粗轧、清洗和镜面精轧。
采用等轧制力控制原则进行镜面粗轧和镜面精轧，镜面粗轧和精轧之间必须满足屈服强度下限要求；依照出口色差采用人工调整喷淋系统的方法进行表面色差在线控制；镜面粗轧毛料采用油清洗(同时调换热轧上表面作为镜面精轧的工作面)后再进行镜面精轧。具体操作步骤如下：
a镜面粗轧：
以轧制力保持稳定(各道次之间的轧制力差值≤15吨)为原则，将镜面毛料进行三个道次的粗轧轧制，轧制力为135-145吨。粗轧第一、第二道次速度≤45m/min，第三道次速度≤60m/min，各个道次的物料下线温度≤45℃。粗轧成品的厚度确定为1.6mm(此时必须保证材料屈服强度≥160mpa)，通过轧制力和出口侧物料色差、物料下线温度≤45℃这三个特征，对工作辊的凸度、镜面轧制时的基础喷淋量、轧制油油温进行调整，但是以上所有调整，以不超过各道次速度上限为原则。
镜面粗轧的轧制力依次为：140吨、135吨、145吨。
b清洗：
使用清洗线对镜面粗轧毛料进行清洗并翻面(将热轧上表面作为镜面精轧的上表面)，清洗介质为d50。清洗时以完全去除毛料表面铝粉等固态物，但不出现明显的刷辊印为原则，调整清刷辊转速和压力，清洗同时检测毛料表面粗糙度，当表面粗糙度≤0.08μm时，物料转入镜面精轧环节。
c镜面精轧：
更换镜面精轧工作辊，以轧制力保持稳定(各道次之间的轧制力差值≤10吨)，且轧制力≤140吨为原则，镜面精轧总道次数≥3道次，设定镜面精轧各个道次的绝对压下量(含工作辊凸度)。其中镜面精轧第一和第二道次的速度≤45m/min，其他道次的轧制速度≤60m/min。
采用人工干涉轧制油喷淋的方法，依照出口物料的表面色差位置调整对应位置的冷却流量；依照各个道次的物料下线温度≤40℃进行基础喷淋量和轧制油油温设定。
不管是镜面粗轧还是镜面精轧，需要对轧制油和添加剂进行特别选择，保证轧制油的油膜强度≥340n，摩擦系数≤0.045，轧制油粘度≤2.45cst。
(4)镜面轧制完成后，物料采用油介质清洗后，清洗后的物料转往拉矫机进行版型矫正工序。在这种镜面加工工艺(含过程控制)下，成型后直接进行阳极氧化(氧化前无需前处理)。最终得到的产品主要质量指标如下表所示：
由表可知，采用本发明后，产品的亮度与国外进口产品完全一致，并且略有提高。
本发明解决了：使用国内最普通的单机架双卷取冷轧机在不进行大的专业化改造下，进行镜面加工所必须面对源于流体润滑状态所必须面对的版型稳定性控制问题，工艺细节控制合理可控，生产过程及产品特性稳定，适用于5系高端镜面氧化用铝合金的工业化生产。
本发明采用了镜面粗轧和镜面精轧切换之间进行油清洗和更换工作面的方法，在更进一步补偿了单机架热轧机自带的因热轧粘铝，而导致的轧制镜面氧化发灰问题，也解决了不经过专业改造时冷轧机进行镜面轧制时所必然遇到的版型辊划伤等系统难题。
本发明以轧制力稳定化设计为基础，以兼容并且提高常规铝合金冷轧设备的通用轧制润滑条件为原则，以特定厚度为分界线(实际是特定的屈服强度下限)，采取镜面粗轧和镜面精轧分段设计的方法，顺利解决了退火料表面粗糙化、氧化料底纹控制、镜面超低粗糙度要求，这三者之间的对冲问题，这种对冲联合设计的方法，从未在此前的相关报道中发现相近或者相似的研究与成果，工艺方法具有创造性。
以上所述，仅是本发明实施例的较佳实施例而已，并非对本发明实施例作任何形式上的限制，依据本发明实施例的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明实施例技术方案的范围内。