一种耐腐蚀性铝合金板材制备方法与流程

1.本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种耐腐蚀性铝合金板材制备方法。


背景技术：

2.铝合金具有密度小、比强度高和加工性能优良等优点。但不适当的合金成分配比与加工工艺选取，严重影响其力学与剥落腐蚀性能。针对这种情况，通过调控铝合金成分范围、生产工艺及后续热处理制度来调整板材的第二相尺寸及分布，全面提高铝合金板材综合性能，以扩展铝合金的应用领域，延长使用周期，具有极强的现实意义及使用价值。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐腐蚀性铝合金板材制备方法，改善铝合金的耐腐蚀性能。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种耐腐蚀性铝合金板材制备方法，包括：
6.配置铝合金原料；
7.将配置好的铝合金原料进行熔铸，获取铝合金熔体；
8.将熔铸后的铝合金熔体进行除气除杂；
9.除气除杂的铝合金熔体进行细化；
10.将细化后的铝合金熔体进行切割、加热、轧制、淬火、拉伸矫直以及时效，获取铝合金板材。
11.可选的，所述铝合金原料的配比为：
12.si：0.35～0.65％，fe：≤0.50％，cu：0.41～0.45％，mn：0.16～0.25％，mg：0.75～1.10％，cr：0.18～0.29％，zn≤0.05％，ti：0.16～0.20％，余量为al。
13.可选的，进行熔铸的步骤包括：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度730～770℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金倒入精炼炉精炼；精炼温度730～750℃，精炼时长为20～50min，精炼后静置20～30min，获取铝合金熔体。
14.可选的，进行除气除杂的步骤包括：
15.将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量控制在0.15ml/100gal以内；熔体通过孔径≥50ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为690～720℃。
16.可选的，进行细化的步骤包括：
17.将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化。
18.可选的，加热的步骤包括：
19.将锯切铣面后的铝合金熔体置于推进式加热炉中加热至550～570℃，保温8～12h，随后降温至500℃再保温2h。
20.可选的，淬火的步骤包括：将轧制的铝合金熔体置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为525～565℃，加热保温时间为30～60min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为10～40℃/s。
21.可选的，时效包括：将拉伸矫直后的铝合金熔体置于时效炉内，时效温度为160～200℃，保温时间为5～15h，时效之后铝合金熔体经精密锯切割成为铝合金板材。
22.本发明的有益效果在于：改进板材热轧生产工艺，设定合理的热处理制度，以提升铝合金板材抗剥落腐蚀性能。
23.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
24.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
25.图1为耐腐蚀性铝合金板材制备方法的流程示意图。
具体实施方式
26.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
28.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.请参阅图1，为一种耐腐蚀性铝合金板材制备方法，包括：
30.s1：配置铝合金原料；
31.s2：将配置好的铝合金原料进行熔铸，获取铝合金熔体；
32.s3：将熔铸后的铝合金熔体进行除气除杂；
33.s4：除气除杂的铝合金熔体进行细化；
34.s5：将细化后的铝合金熔体进行切割、加热、轧制、淬火、拉伸矫直以及时效，获取铝合金板材。改进板材热轧生产工艺，设定合理的热处理制度，以提升铝合金板材抗剥落腐蚀性能。
35.可选的，所述铝合金原料的配比为：
36.si：0.35～0.65％，fe：≤0.50％，cu：0.41～0.45％，mn：0.16～0.25％，mg：0.75～1.10％，cr：0.18～0.29％，zn≤0.05％，ti：0.16～0.20％，余量为al。
37.在本发明的实施例中控制了铝合金板材中fe元素含量，fe作为铝合金板材中主要杂质元素，大量fe元素的存在会在基体中生成一定量的β-al5fesi(β-fe)相危害其力学性能，降低板材耐腐蚀性，因此本发明严格控制其含量以减少其负面作用。
38.mg、si作为铝合金中主要元素，在传统理论中，一般会使mg、si质量比小于1.73以保证合金具有良好的强塑性，同时si元素的剩余可以提高铝熔液的流动性，提高铸造成功率。
39.mn、cr元素的少量添加会在铸锭凝固过程中改善富铁相形貌，减少杂质元素fe的负面影响，同时也会在板材中形成α-alfemncrsi与al6mn等第二相，一定程度上会提高板材再结晶温度。
40.cu元素的少量加入，一定程度上可以延缓板材自然时效的发生，还可以改变人工时效的析出序列，生成θ(al2cu)相与s(al2cumg)相，综合提高铝合金板材力学性能与烘烤性能。
41.ti元素的少量加入，可在熔铸过程中起变质作用，一定程度可细化铸造过程中原铝锭晶粒大小，有利于提高后续铝合金板材综合性能。
42.在一些实施例中，进行熔铸的步骤包括：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度730～770℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金倒入精炼炉精炼；精炼温度730～750℃，精炼时长为20～50min，精炼后静置20～30min，获取铝合金熔体。
43.在一些实施例中，进行除气除杂的步骤包括：
44.将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量控制在0.15ml/100gal以内；熔体通过孔径≥50ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为690～720℃。
45.在一些实施例中，进行细化的步骤包括：
46.将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化。
47.在一些实施例中，加热的步骤包括：
48.将锯切铣面后的铝合金熔体置于推进式加热炉中加热至550～570℃，保温8～12h，随后降温至500℃再保温2h。
49.在一些实施例中，轧制的步骤包括：将加热保温后的铸锭置于热轧辊道之上，热轧过程中采用较少轧制道次，大变形量原则，中后段单道次变形量置于50～60mm之间，随后稳定轧制至规定厚度，根据实际轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋制度。
50.在一些实施例中，淬火的步骤包括：将轧制的铝合金熔体置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为525～565℃，加热保温时间为30～60min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为10～40℃/s。
51.在一些实施例中，时效包括：将拉伸矫直后的铝合金熔体置于时效炉内，时效温度为160～200℃，保温时间为5～15h，时效之后铝合金熔体经精密锯切割成为铝合金板材。
52.实施例1：
53.a、合金配方元素(wt/％)为：si：0.59，fe：0.08，cu：0.42，mn：0.22，mg：0.98，cr：0.26，zn：0.006，ti：0.19，余量为al；
54.b、熔铸：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度740℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金熔体倒入精炼炉精炼；精炼温度735℃，精炼时长为30min，精炼后熔体静置20min。
55.c、除气除杂：将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量为0.128ml/100gal；熔体通过孔径50+50ppi双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为710℃。
56.d、在线细化：将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化；
57.e、锯切铣面：将熔铸成功铸锭锯切成一定规格并铣去表面凝壳层；
58.f、加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于推进式加热炉中加热，制度为560℃/8h+500℃/2h；即先将铝合金铸锭在560℃保温8h，随后降温至500℃再保温2h，准备轧制。
59.g、轧制：将加热保温后的铸锭置于热轧辊道之上，热轧中后段单道次变形量分别为53、55、55mm，随后稳定轧制至规定厚度，根据实际轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋制度；
60.h、固溶淬火：将热轧板材切边后置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为545℃，加热保温时间为20+30min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为25℃/s。
61.i、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材置于拉伸机进行拉伸矫直去除淬火残余应力，拉伸率为1.7％；
62.j、时效：将拉伸矫直后板材置于时效炉内，时效温度为170℃，保温时间为12h，时效之后板材经精密锯切割成为成品板材。
63.实施例2：
64.a、合金配方元素(wt/％)为：si：0.60，fe：0.17，cu：0.43，mn：0.21，mg：1.00，cr：0.21，zn：0.018，ti：0.17，余量为al；
65.b、熔铸：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度745℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金熔体倒入精炼炉精炼；精炼温度740℃，精炼时长为30min，精炼后熔体静置20min。
66.c、除气除杂：将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量为0.13ml/100gal；熔体通过孔径50+50ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为705℃。
67.d、在线细化：将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化；
68.e、锯切铣面：将熔铸成功铸锭锯切成一定规格并铣去表面凝壳层；
69.f、加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于推进式加热炉中加热，制度为560℃/8h+500℃/2h；即先将铝合金铸锭在560℃保温8h，随后降温至500℃再保温2h，准备轧制。
70.g、轧制：将加热保温后的铸锭置于热轧辊道之上，热轧中后段单道次变形量分别为51、55、52mm，随后稳定轧制至规定厚度，根据实际轧制情况和板材温度反馈实时调节乳
液喷淋制度；
71.h、固溶淬火：将热轧板材切边后置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为545℃，加热保温时间为20+30min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为27℃/s。
72.i、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材置于拉伸机进行拉伸矫直去除淬火残余应力，拉伸率为1.8％；
73.j、时效：将拉伸矫直后板材置于时效炉内，时效温度为170℃，保温时间为12h，时效之后板材经精密锯切割成为成品板材。
74.实施例3：
75.a、合金配方元素(wt/％)为：si：0.61，fe：0.45，cu：0.42，mn：0.20，mg：0.98，cr：0.26，zn:0.009，ti：0.16，余量为al；
76.b、熔铸：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度740℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金熔体倒入精炼炉精炼；精炼温度740℃，精炼时长为40min，精炼后熔体静置20min。
77.c、除气除杂：将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量为0.12ml/100gal；熔体通过孔径50+50ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为705℃。
78.d、在线细化：将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化；
79.e、锯切铣面：将熔铸成功铸锭锯切成一定规格并铣去表面凝壳层；
80.f、加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于推进式加热炉中加热，制度为560℃/8h+500℃/2h；即先将铝合金铸锭在560℃保温8h，随后降温至500℃再保温2h，准备轧制。
81.g、轧制：将加热保温后的铸锭置于热轧辊道之上，热轧中后段单道次变形量分别为51、57、56mm，随后稳定轧制至规定厚度，根据实际轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋制度；
82.h、固溶淬火：将热轧板材切边后置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为545℃，加热保温时间为20+30min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为27℃/s。
83.i、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材置于拉伸机进行拉伸矫直去除淬火残余应力，拉伸率为1.8％；
84.j、时效：将拉伸矫直后板材置于时效炉内，时效温度为170℃，保温时间为12h，时效之后板材经精密锯切割成为成品板材。
85.实施例4：
86.a、合金配方元素(wt/％)为：si：0.62，fe：0.47，cu：0.41，mn：0.21，mg：0.99，cr：0.25，zn:0.001，ti：0.17，余量为al；
87.b、熔铸：将配置好的铝合金原料加入到熔炼炉中混合均匀后熔炼为液态铝合金，熔炼温度745℃，经扒渣、合金化后将熔炼炉内液态铝合金熔体倒入精炼炉精炼；精炼温度730℃，精炼时长为40min，精炼后熔体静置30min。
88.c、除气除杂：将精炼后的铝合金熔体通入高纯氩气并搅拌熔体，除去铝合金熔体中的杂质气体，在线h含量为0.13ml/100gal；熔体通过孔径50+50ppi的双级泡沫陶瓷过滤板过滤来控制纯洁度，过滤温度为725
±
5℃。
89.d、在线细化：将除气除杂后的铝合金熔体中加入al-5ti-1b细化丝进行在线细化；
90.e、锯切铣面：将熔铸成功铸锭锯切成一定规格并铣去表面凝壳层；
91.f、加热：将锯切铣面后的铝合金铸锭置于推进式加热炉中加热，制度为560℃/8h+500℃/2h；即先将铝合金铸锭在560℃保温8h，随后降温至500℃再保温2h，准备轧制。
92.g、轧制：将加热保温后的铸锭置于热轧辊道之上，设置终轧规定厚度，采用小压下量多道次轧制至规定厚度，根据实际轧制情况和板材温度反馈实时调节乳液喷淋制度；
93.h、固溶淬火：将热轧板材切边后置于辊底炉进行固溶处理，具体固溶温度为545℃，加热保温时间为20+30min，保温结束后水冷淬火出炉，淬火速率为25℃/s。
94.i、拉伸矫直：将固溶淬火后铝合金板材置于拉伸机进行拉伸矫直去除淬火残余应力，拉伸率为1.7％；
95.j、时效：将拉伸矫直后板材置于时效炉内，时效温度为170℃，保温时间为12h，时效之后板材经精密锯切割成为成品板材。
96.各个实施例的力学性能如下表所示：
[0097][0098]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。