本发明涉及铝合金制备技术领域，尤其涉及一种罐体用铝合金卷材制备方法。
背景技术：
铝合金材料作为汽车轻量化的重要手段，已在交通运输行业如罐车行业获得广泛应用。传统罐车罐体表面均有涂漆处理，漆膜重量可达120kg，现今铝合金罐车的发展趋势为将铝合金板材制成罐体后，保留板材原始轧制表面，罐体不再进行涂漆以达到进一步减轻罐体重量的目的。在此趋势下，罐车客户对罐体表面质量要求越来越高。
铝合金板材表面质量影响因素主要包括铸锭纯净度、轧制表面显微几何结构、表面氧化物显微结构等。铸锭纯净度指的是铸锭中氢、碱金属及其他杂质如氧化物、碳化物、硼化物、氯化物、金属间化合物等物质的含量，熔体的彻底净化可将氢、碱金属及其他杂质含量降至极低水平。低纯净度铸锭经过机加工、热处理后，表面可能呈现出气泡、夹渣等质量缺陷，氢含量或杂质含量高也会造成铝合金材料机械性能的恶化。铝合金板带材表面粗糙度值是评价表面质量的重要参数之一，对板面光泽度、外观形貌等有重要意义。轧辊对板材表面具有复印效果，轧制后板材表面显微几何结构由轧辊表面显微几何结构决定，板材表面粗糙度随着轧辊表面粗糙度的增加而增大。铝合金材料表面在自然环境或热处理条件下与氧发生反应，形成一层氧化膜或多层复合氧化膜。纯铝在自然环境下表面可形成一层1~3nm厚的三氧化二铝。铝合金在高温成形或热处理过程中形成复合氧化膜，铝合金中添加的合金元素使其表面氧化特性有所区别。铝镁铝合金在空气中加热可形成富含氧化镁的复合氧化膜，氧化膜厚且脆，其厚度和形态由合金成分和氧化条件决定，不同厚度形态的富氧化镁复合氧化膜呈现出不同程度的暗浊色。
现有技术的工艺制备方法生产的铝合金材料往往会出现表面颜色暗淡、同批次材料表面颜色一致性不稳定、不同批次材料表面颜色一致性不稳定等缺点。
技术实现要素：
本发明提供一种罐体用铝合金卷材制备方法，能够在满足铝合金力学性能符合罐车制造厂设计要求前提下，提高产品表面光亮度，减小宽幅卷/板材等横向表面色差，减小不同批次卷/板材的表面色差。
为达到上述目的，本发明的采用如下技术方案：
罐体用铝合金卷材制备方法，其特征在于，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造所述铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：2.5~3.5%，Mn：0.2~0.8%，Si：≤0.3%，Cr：≤0.2%，Cu：≤0.2%，Fe：≤0.3%，Zn：≤0.2%，Ti：≤0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对所述铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造所述铝合金铸锭，所述铝合金铸锭宽度1500~2650mm；
（二）热轧：对所述铝合金铸锭进行预热，所述铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为0.8~1.4μm，所述卷坯的厚度预留有5~30%的冷轧加工率的预留厚度；
（三）冷轧：将所述卷坯进行冷轧，采用多道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.2~0.6μm，冷轧后获得冷轧卷；
（四）重卷清洗：将所述冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留；
（五）成品退火：将所述冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，退火温度为90~360℃，保温时间为3~10h，退火后获得退火卷；
（六）光亮轧制：将所述退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为0.5~2%，工作辊粗糙度为0.05~0.2μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.1~0.5%，工作辊粗糙度为0.03~0.10μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
进一步地，步骤（二）热轧之后，还包括将所述卷坯进行中间退火的步骤，其中所述中间退火的退火温度为300~380℃，保温时间为3~8h。
进一步地，步骤（一）铸造铸锭中，用于铸造所述铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：2.5~3%，Mn：0.3~0.6%，Si：≤0.3%，Cr：≤0.2%，Cu：≤0.2%，Fe：≤0.3%，Zn：≤0.2%，Ti：≤0.1%，其余为Al。
进一步地，步骤（二）热轧中，热轧工作辊粗糙度为1~1.2μm。
进一步地，步骤（三）冷轧中，所述多道次轧制的最终道次轧制的工作辊粗糙度为0.2~0.4μm。
进一步地，步骤（五）成品退火中，退火温度为90~180℃，保温时间为3~6h。
进一步地，步骤（六）光亮轧制中，所述湿式光亮处理的工作辊粗糙度为0.1~0.18μm，干式光亮处理的工作辊粗糙度为0.03~0.08μm。
进一步地，步骤（二）热轧中，终轧温度为260~350℃。
进一步地，步骤（三）冷轧中，所述多道次轧制的最终道次轧制的工作辊粗糙度为0.22~0.30μm。
进一步地，步骤（六）光亮轧制中，所述湿式光亮处理的工作辊粗糙度为0.12~0.16μm，干式光亮处理的工作辊粗糙度为0.03~0.06μm。
铝合金中若Mg元素含量大于3.5%，则该合金在成品退火、冷却过程表面形成较厚的富氧化镁复合氧化膜，在光亮轧制时，复合氧化膜不能被轧辊完全破坏且随轧制油剥离出带材表面，因此本发明公开的铝合金中Mg元素含量低于3.5%。
冷轧中采用0.2~0.6μm粗糙度进行轧制，可以使卷材表面均匀地获得工作辊表面微观几何形貌，为光亮轧制提供优质基材。
如卷材表面残留较多杂质，退火过程中残留杂质可与铝基体形成共价键，在光亮轧制时，共价键不能被工作辊完全破坏，残留杂质将继续附着在带材表面，降低成品表面光泽度，因此冷轧后需要进行重卷清洗。
成品退火时，采用惰性气体进行保护，如氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在极低水平（＜0.1%），能够抑制带材表面氧化物生产，能够控制富氧化镁复合氧化膜的厚度。
采用湿式光亮处理方法，可以利用工作辊的轧磨效果破坏卷材表面复合氧化膜，利用轧制油冲洗卷材表面破碎的氧化膜杂质，利用工作辊复印原理获得相应的微观几何结构表面。采用干式光亮处理方法，可以进一步发挥工作辊的复印原理，极大程度地获得相应工作辊相应几何结构表面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有铸造铸锭、热轧、冷轧、重卷清洗、成品退火和光亮轧制等步骤，通过这种新的工艺制备步骤以及合理的参数设置，能够在满足铝合金力学性能符合罐车制造厂设计要求前提下，提高产品表面光亮度，减小宽幅卷/板材等横向表面色差，减小不同批次卷/板材的表面色差。本发明可免去后续化学抛光等工序，节约后期表面处理成本。与传统铝合金卷材生产方案相比，本发明工艺可生产具有光亮表面的罐车罐体用铝合金卷材，满足罐车制造厂进一步减轻罐体重量和罐车客户对罐车美观性要求。
具体实施方式
下面将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
实施例1提供了一种按传统工艺生产铝镁合金卷材的方法。
步骤（一）：按传统铝镁合金组分熔炼，经除气、过滤后，进行半连续铸造，铸出宽度为2650mm的扁锭。
步骤（二）：将扁锭进行切头尾和铣面处理。
步骤（三）：将扁锭进行热轧成卷坯，热轧终轧温度为260℃，卷坯厚度为6mm。
步骤（四）：将卷坯进行退火处理，退火温度为180℃，保温时间为10h。退火后获得最终卷材。
实施例2
实施例2提供了一种本发明公开的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：3%，Mn：0.5%，Si：0.2%，Cr：0.2%，Cu：0.1%，Fe：0.2%，Zn：0.2%，Ti：0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭宽度2650mm，铸锭类型为扁锭。
（二）热轧：对铝合金铸锭进行预热，铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为1.0μm，卷坯的厚度预留有13%的冷轧加工率的预留厚度；热轧终轧温度为280℃，热轧后卷坯厚度为7mm；热轧之后，将卷坯进行中间退火，中间退火的退火温度为340℃，保温时间为8h。
（三）冷轧：将卷坯进行冷轧，采用两道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.4μm，第二道次（成品道次）工作辊粗糙度为0.22μm，冷轧后获得冷轧卷。
（四）重卷清洗：将冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留。
（五）成品退火：将冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，以氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在＜0.1%的水平，退火温度为120℃，保温时间为5h，退火后获得退火卷。
（六）光亮轧制：将退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为0.8%，工作辊粗糙度为0.12μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.3%，工作辊粗糙度为0.07μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
实施例3
实施例3提供了一种本发明公开的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：2.5%，Mn：0.2%，Si：0.1%，Cr：0.1%，Cu：0.1%，Fe：0.2%，Zn：0.2%，Ti：0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭宽度1500mm，铸锭类型为扁锭。
（二）热轧：对铝合金铸锭进行预热，铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为1.0μm，卷坯的厚度预留有5%的冷轧加工率的预留厚度；热轧终轧温度为280℃，热轧后卷坯厚度为7mm。
（三）冷轧：将卷坯进行冷轧，采用两道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.3μm，第二道次（成品道次）工作辊粗糙度为0.25μm，冷轧后获得冷轧卷。
（四）重卷清洗：将冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留。
（五）成品退火：将冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，以氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在＜0.1%的水平，退火温度为90℃，保温时间为6h，退火后获得退火卷。
（六）光亮轧制：将退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为0.5%，工作辊粗糙度为0.05μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.1%，工作辊粗糙度为0.03μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
实施例4
实施例4提供了一种本发明公开的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：3.5%，Mn：0.8%，Si：0.3%，Cr：0.2%，Cu：0.2%，Fe：0.3%，Zn：0.2%，Ti：0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭宽度2650mm，铸锭类型为扁锭。
（二）热轧：对铝合金铸锭进行预热，铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为1.4μm，卷坯的厚度预留有30%的冷轧加工率的预留厚度；热轧终轧温度为280℃，热轧后卷坯厚度为7mm。
（三）冷轧：将卷坯进行冷轧，采用两道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.6μm，第二道次（成品道次）工作辊粗糙度为0.3μm，冷轧后获得冷轧卷。
（四）重卷清洗：将冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留。
（五）成品退火：将冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，以氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在＜0.1%的水平，退火温度为250℃，保温时间为5h，退火后获得退火卷。
（六）光亮轧制：将退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为2%，工作辊粗糙度为0.2μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.5%，工作辊粗糙度为0.08μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
实施例5
实施例5提供了一种本发明公开的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：2.5%，Mn：0.3%，Si：0.2%，Cr：0.2%，Cu：0.1%，Fe：0.2%，Zn：0.2%，Ti：0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭宽度2650mm，铸锭类型为扁锭。
（二）热轧：对铝合金铸锭进行预热，铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为0.8μm，卷坯的厚度预留有13%的冷轧加工率的预留厚度；热轧终轧温度为260℃，热轧后卷坯厚度为7mm；热轧之后，将卷坯进行中间退火，中间退火的退火温度为330℃，保温时间为8h。
（三）冷轧：将卷坯进行冷轧，采用两道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.2μm，第二道次（成品道次）工作辊粗糙度为0.22μm，冷轧后获得冷轧卷。
（四）重卷清洗：将冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留。
（五）成品退火：将冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，以氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在＜0.1%的水平，退火温度为360℃，保温时间为3h，退火后获得退火卷。
（六）光亮轧制：将退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为0.8%，工作辊粗糙度为0.1μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.3%，工作辊粗糙度为0.06μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
实施例6
实施例6提供了一种本发明公开的罐体用铝合金卷材制备方法，包括有以下步骤：
（一）铸造铸锭：铸造铝合金铸锭，用于铸造铝合金铸锭的铝合金熔体的组分及重量百分比为：Mg：3%，Mn：0.6%，Si：0.3%，Cr：0.2%，Cu：0.2%，Fe：0.3%，Zn：0.2%，Ti：0.1%，其余为Al和不可避免的杂质元素；对铝合金熔体进行二级除气、三级除渣净化处理后，采用热顶半连续铸造工艺铸造铝合金铸锭，铝合金铸锭宽度2650mm，铸锭类型为扁锭。
（二）热轧：对铝合金铸锭进行预热，铝合金铸锭预热后热轧成卷坯，热轧工作辊粗糙度为1.2μm，卷坯的厚度预留有13%的冷轧加工率的预留厚度；热轧终轧温度为280℃，热轧后卷坯厚度为7mm；热轧之后，将卷坯进行中间退火，中间退火的退火温度为380℃，保温时间为6h。
（三）冷轧：将卷坯进行冷轧，采用两道次轧制工艺，开坯道次工作辊粗糙度为0.2μm，第二道次（成品道次）工作辊粗糙度为0.3μm，冷轧后获得冷轧卷。
（四）重卷清洗：将冷轧卷表面附着的冷轧油清洗干净，清洗去除冷轧油同时将表面附着的铝屑冲离带材表面，清洗油挥发干净后，带材表面无杂质残留。
（五）成品退火：将冷轧卷进行成品退火，退火采用惰性气体作保护氛围，以氮气作为保护气氛，炉气中氧含量控制在＜0.1%的水平，退火温度为180℃，保温时间为10h，退火后获得退火卷。
（六）光亮轧制：将退火卷进行光亮轧制处理，先进行湿式光亮处理，加工率为0.8%，工作辊粗糙度为0.12μm，再进行干式光亮处理，加工率为0.3%，工作辊粗糙度为0.1μm，光亮轧制后获得铝合金卷材。
以下将通过本发明产品与现有产品各力学性能参数对比（如表1所示），进一步说明本发明产品的有益效果。
表1 本发明产品与现有产品各力学性能参数对比表
上表中，试样A为采用实施例1的方法所得，试样B为采用实施例2的方法所得，ASTM B209表示美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials，ASTM）制定的铝和铝合金薄板及中厚板技术规范。从表1中可以看出，试样A和试样B均达到了ASTM B209技术规范标准，采用实施例2的方法制得的试样B的力学性能较之采用实施例1的方法制得的试样A的力学性能水平相当，试样B的抗拉强度（Rm）略小于试样A的抗拉强度，而在标距部分的非比例伸长达到原始标距0.2%时的应力（Rp0.2）和断后伸长率（A）方面，试样B均略好于试样A；在表面光亮度指标上，试样B均要好于试样A。从表1中可知，本发明提供的罐体用铝合金卷材制备方法制备的铝合金在满足铝合金力学性能符合罐车制造厂设计要求前提下，能够提高产品表面光亮度，减小宽幅卷/板材等横向表面色差，减小不同批次卷/板材的表面色差。
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。