一种船用铝合金厚板及其生产方法与流程

文档序号:25218352发布日期:2021-05-28 14:17阅读:115来源:国知局

本发明涉及屠船用铝板材技术领域,尤其涉及一种船用铝合金厚板及其生产方法。



背景技术:

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,因其密度低、强度比较高、接近或超过优质钢、塑性好,并且具有优良的导电性、导热性和抗蚀性等性能,可加工成各种型材,广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面。

近年来,随着国内外造船业突飞猛进的发展,减轻船体自重,提高船速,寻求代替钢铁部件的铝合金材料,已成为铝加工业和造船业面临的重要任务。

为了减轻重量、改善防腐性能和提高船速,船舶工业中的客轮及船舰铝合金厚板的用量正在逐渐增加。但是船舶工作环境非常恶劣,这就要求结构材料具备一定的抗拉强度、屈服强度、伸长率和抗冲击等性能,另外考虑到船体的结构和使用环境,还需要船体材料具有较好的焊接性能和耐腐蚀性能。目前,所生产的板材还不能完全满足某些工作环境恶劣的船只高耐腐蚀性的要求。因此,船用铝合金厚板的耐腐蚀性能需要进一步提高。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种船用铝合金厚板及其生产方法。利用本发明技术方案生产船用铝合金厚板,可有效解决现有板材不能完全满足某些恶劣工作环境下船只高耐腐蚀性要求的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种船用铝合金厚板,以重量百分含量表示,所述船用铝合金厚板包括:

si:0.15~0.8%,fe:5.2~6.35%,cu:0.03~0.07%,mn:1.45~2.6%,mg:2.5~2.9%,cr0.1~0.2%,zn:0.1~0.5%,ti:0.3~0.4%,v:0.3~0.6%和余量为al制成;

其中al包括铝粉和电解铝液,铝粉和电解铝液重量相等。

一种船用铝合金厚板的生产方法,包括以下步骤:

a、初炼:按照配比将各组分投入熔化炉中,加热至760-780℃,待配料全部熔化后进行搅拌处理;

b、一次精炼:向熔化炉内吹入n2和cl2气体;

c、静置:测定氢含量,使氢含量≤0.2ml/100g,按投料量的0.1-0.2%加入锶盐精炼剂,充分静置;

d、二次精炼:投入添加铝-钛-硼变质剂,进行变质处理,在变质处理后的铝合金熔体中吹入ar2和cl2混合气体进行精炼;

e、锻造:采用低液位铸造技术进行铸造,开始铸造时液位高度为80~90mm,铸造速度为40~45mm/min,冷却水流量为80~90m3/h;稳定铸造时液位控制在50~60mm,铸造速度为60~70mm/min,冷却水流量为90~100m3/h;

f、洗面:大面单侧铣面量为25~40mm,小面单侧铣面量为15~25mm;

g、均热:采用加热炉对铝合金铸锭进行热处理,铸锭在加热炉中的加热制度为:第一阶段铸锭温度为500~520℃,保温时间20小时;第二阶段铸锭温度为450~480℃,保温时间为12小时;

h、退火:退火过程为450℃保温5小时,然后400℃保温3小时;

i、稳定化:稳定化热处理时温度为80~120℃,保温时间4小时;

g、回火:保温热处理为330℃保温5小时,180℃保温100小时。

为了进一步实现本发明,可优先选用以下技术方案:

优选的,所述步骤e中铸造成的铝合金铸锭规格为:长*宽*厚为4000*1650*500mm。

优选的,所述步骤b中n2气体占混合气体总体积的80%以上,气体压力保持在0.5-1.0mpa。

优选的,所述步骤c中熔炼的时间为10-20min,静置的时间为10-40min。

优选的,所述步骤d中ar2压力采用0.2mpa,流量为5m3/h;cl2压力采用0.2mpa,流量为0.1m3/h。

通过上述技术方案,本发明的有益效果是:

利用本发明技术方案生产的船用铝合金板材(其抗拉强度≥290mpa,屈服强度≥125mpa,延伸率≥10%),不仅能够满足船用板的力学性能要求,而且能够大大提高铝合金板材的耐腐蚀性能。经过实验测试,本发明产品铝合金板材晶间腐蚀深度在40μm以下,能够满足恶劣环境下船用铝合金厚板的高耐腐蚀性的要求。

本发明能够使得制得的船用铝合金板重量轻、强度高,并且具备有较佳的焊接性能以及加工性能,加工十分容易,降低了加工成本。

具体实施方式

下面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做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:

一种船用铝合金厚板,以重量百分含量表示,所述船用铝合金厚板包括:

si:0.15~0.8%,fe:5.2~6.35%,cu:0.03~0.07%,mn:1.45~2.6%,mg:2.5~2.9%,cr0.1~0.2%,zn:0.1~0.5%,ti:0.3~0.4%,v:0.3~0.6%和余量为al制成;

其中al包括铝粉和电解铝液,铝粉和电解铝液重量相等。

一种船用铝合金厚板的生产方法,包括以下步骤:

a、初炼:按照配比将各组分投入熔化炉中,加热至760-780℃,待配料全部熔化后进行搅拌处理;

b、一次精炼:向熔化炉内吹入n2和cl2气体;

c、静置:测定氢含量,使氢含量≤0.2ml/100g,按投料量的0.1-0.2%加入锶盐精炼剂,充分静置;

d、二次精炼:投入添加铝-钛-硼变质剂,进行变质处理,在变质处理后的铝合金熔体中吹入ar2和cl2混合气体进行精炼;

e、锻造:采用低液位铸造技术进行铸造,开始铸造时液位高度为80~90mm,铸造速度为40~45mm/min,冷却水流量为80~90m3/h;稳定铸造时液位控制在50~60mm,铸造速度为60~70mm/min,冷却水流量为90~100m3/h;

f、洗面:大面单侧铣面量为25~40mm,小面单侧铣面量为15~25mm;

g、均热:采用加热炉对铝合金铸锭进行热处理,铸锭在加热炉中的加热制度为:第一阶段铸锭温度为500~520℃,保温时间20小时;第二阶段铸锭温度为450~480℃,保温时间为12小时;

h、退火:退火过程为450℃保温5小时,然后400℃保温3小时;

i、稳定化:稳定化热处理时温度为80~120℃,保温时间4小时;

g、回火:保温热处理为330℃保温5小时,180℃保温100小时。

所述步骤e中铸造成的铝合金铸锭规格为:长*宽*厚为4000*1650*500mm。

所述步骤b中n2气体占混合气体总体积的80%以上,气体压力保持在0.5-1.0mpa。

所述步骤c中熔炼的时间为10-20min,静置的时间为10-40min。

所述步骤d中ar2压力采用0.2mpa,流量为5m3/h;cl2压力采用0.2mpa,流量为0.1m3/h。

最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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