一種鋁合金帶材及其制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供一種鋁合金帶材及其制造方法。本發(fā)明專利技術(shù)的鋁合金帶材的制造方法，包括如下步驟：1)對鑄錠進(jìn)行均熱處理；2)對經(jīng)均熱處理的鑄錠進(jìn)行熱軋；3)對經(jīng)熱軋的鑄錠進(jìn)行冷軋和退火；其中，所述鑄錠的組成為：Si：≤0.10wt％，F(xiàn)e：≤0.2wt％，Mn：0.18?0.25wt％，Mg：5.0?6.5wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。利用本發(fā)明專利技術(shù)制造方法制造的鋁合金帶材抗拉強度和屈服強度高，綜合性能優(yōu)異。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種鋁合金帶材及其制造方法
本專利技術(shù)涉及一種鋁合金，具體涉及一種鋁合金帶材及其制造方法。
技術(shù)介紹
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。5系鋁合金的主要合金元素為Mg，隨著Mg含量的增加，鋁合金材料的強度提高，但塑性隨之降低，且加工工藝性能隨之變差，從而使得后續(xù)加工相對困難。因此，5系鋁合金通常將Mg含量控制在5.0％以下。5182合金是一種具有代表性的5系鋁合金，其組成為：Si：0.10wt％，F(xiàn)e：0.2wt％，Mn：0.3wt％，Mg：4.8wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。5182H32合金的制造方法通常為：按設(shè)定成分進(jìn)行鋁合金熔體處理后，鑄造成合金鑄錠；將鑄錠依次進(jìn)行均熱、加熱、熱軋，制成6.5mm左右厚度的熱軋卷材；將熱軋卷材冷軋至2.0mm左右后，退火，并冷軋至0.6mm；上述5182H32合金的抗拉強度為317MPa，屈服強度為234MPa，延伸率9％。現(xiàn)有的鋁合金中Mg含量通常為5％以下，盡管加工相對容易，但在相同延伸率下，抗拉強度和屈服強度相對較低，無法滿足高強度使用需要。因此，亟待開發(fā)一種綜合性能良好的鋁合金材料。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種鋁合金帶材及其制造方法，利用該制造方法制備的鋁合金帶材抗拉強度和屈服強度高，綜合性能優(yōu)異。本專利技術(shù)提供一種鋁合金帶材的制造方法，包括如下步驟：1)對鑄錠進(jìn)行均熱處理；2)對經(jīng)均熱處理的鑄錠進(jìn)行熱軋；3)對經(jīng)熱軋的鑄錠進(jìn)行冷軋和退火；其中，所述鑄錠的組成為：Si：≤0.10wt％，F(xiàn)e：≤0.2wt％，Mn：0.18-0.25wt％，Mg：5.0-6.5wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。在本專利技術(shù)中，用于制造鋁合金帶材的鑄錠的Mg含量設(shè)置在5.0％以上，同時Mn含量控制在0.18-0.25wt％，利用該鑄錠制造鋁合金帶材能夠克服鋁合金材料中隨著Mg含量增加而帶來的塑性降低以及加工工藝性能變差等問題，改善了高鎂含量時鋁合金材料的加工性能。在本專利技術(shù)中，鋁合金帶材指的是長寬比較大的成卷供應(yīng)的帶狀鋁合金材料；對鋁合金帶材的寬度和厚度不作嚴(yán)格限制，可以為本領(lǐng)域的常規(guī)尺寸。在本專利技術(shù)的鑄錠中，所述雜質(zhì)的總含量≤0.15wt％；此外，所述雜質(zhì)中每種雜質(zhì)的含量≤0.05wt％。本專利技術(shù)對所述雜質(zhì)的具體成分不作嚴(yán)格限制，例如可以為Cu、Cr、Zn等。在本專利技術(shù)中，Mg是鋁合金帶材的主要強化元素，其含量范圍為：5.0wt％＜Mg≤6.5wt％；進(jìn)一步為5.2-5.9wt％；更進(jìn)一步為5.4-5.8wt％；優(yōu)選為5.6-5.7wt％。在本專利技術(shù)中，將Mn含量控制在0.18-0.25wt％，能夠克服因Mg含量在5.0wt％以上時帶來的塑性和加工性問題；進(jìn)一步地，Mn的含量范圍可以為0.20-0.25％。進(jìn)一步地，Si的含量范圍可以為0.08-0.1wt％；Fe的含量范圍可以為0.1-0.15wt％。優(yōu)選地，本專利技術(shù)的鑄錠的組成為：Si：0.08-0.1wt％，F(xiàn)e：0.1-0.15wt％，Mn：0.20-0.25wt％，Mg：5.4-5.8wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。該組成范圍有利于使制造的鋁合金帶材綜合性能更加優(yōu)異。在本專利技術(shù)中，可以采用常規(guī)方法制造所述鑄錠；例如，可以將工業(yè)純鋁錠熔化后，加入純鎂錠、鋁錳中間合金、鋁鐵中間合金、鋁硅中間合金，熔融凈化、除氣后進(jìn)行熔鑄制得。其中，熔鑄的條件可以為：鑄錠尺寸：560mm*1420mm*5200mm；成分按要求成分控制配料；精煉溫度735-750℃；鑄造速度40-50mm/min，水流量200-220m3/h，鑄造溫度665-690℃。特別是，在制造鑄錠時應(yīng)當(dāng)控制晶粒度；具體地，可以控制晶粒度≤2級。在本專利技術(shù)中，均熱處理用于使鋁合金帶材中的各元素充分溶解、擴散，從而分布均勻；具體地，均熱的條件可以為：均熱溫度440-500℃，均熱時間56-64h。該均熱條件有利于β相均勻析出。在一實施方式中，均熱制度具體可以為：爐氣定溫500℃，料溫470℃時，改定溫480℃，保溫60h。進(jìn)一步地，在熱軋之前對鑄錠進(jìn)行加熱。加熱條件可以為：加熱溫度430-490℃，加熱時間5-7h。具體地，可在下述條件下進(jìn)行加熱：爐氣定溫500℃，測金屬溫度達(dá)到460℃，爐氣改定溫480℃，保溫6h，金屬出爐溫度450-480℃。在本專利技術(shù)中，熱軋的條件可以為：開軋溫度450-480℃，終軋溫度＞300℃；此外，熱軋成品厚度可以控制在6.0±0.3mm。上述熱軋條件有利于提高上述鋁合金帶材的加工性能。進(jìn)一步地，步驟3)包括：對經(jīng)熱軋的鑄錠依次進(jìn)行第一冷軋、第一退火、第二冷軋、第二退火、第三冷軋。本專利技術(shù)的制造方法采用兩次退火處理制造鋁合金帶材，從而改善了合金材料在冷狀態(tài)下的加工性能，并減少了裂紋和斷帶的機率。進(jìn)一步地，在所述第三冷軋后還包括第三退火(即成品附加熱處理)；第三退火可以為低溫退火。第三退火處理使得鋁合金帶材的強度、塑形得到良好匹配，其能改善和穩(wěn)定鋁合金帶材的性能，同時改善鋁合金帶材的抗腐蝕能力，消除了冷軋過程中鋁合金帶材所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。具體地，第一冷軋可將經(jīng)上述熱軋形成的熱軋卷材冷軋至3.0mm左右。第一退火可為保溫退火，條件可以為：退火溫度300-360℃，退火時間1.5-2.5h；具體地，第一退火制度可以為：定溫220℃，保持4h，改定溫450℃，金屬溫度310℃，改定溫350℃，金屬330℃保持2h。第一退火有利于改善材料的加工性能。第二冷軋可將經(jīng)上述第一退火處理形成的冷軋卷材冷軋至0.65-0.80mm。第二退火的條件可以為：退火溫度300-360℃，退火時間1.5-2.5h。第二退火有利于控制成品的性能。第三冷軋可將經(jīng)上述第二退火處理形成的冷軋卷材冷軋至目標(biāo)厚度，例如0.5-0.6mm。第三退火的條件可以為：退火溫度120-180℃，退火時間7.5-8.5h。本專利技術(shù)還提供一種鋁合金帶材，按照上述任一所述的制造方法制得。具體地，鋁合金帶材的組成為：Si：≤0.10wt％，F(xiàn)e：≤0.2wt％，Mn：0.18-0.25wt％，Mg：5.0-6.5wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。進(jìn)一步地，鋁合金帶材中雜質(zhì)的總含量≤0.15wt％；此外，所述雜質(zhì)中每種雜質(zhì)的含量≤0.05wt％。對所述雜質(zhì)的具體成分不作嚴(yán)格限制，例如可以為Cu、Cr、Zn等。在上述鋁合金帶材中，Mg的含量范圍為：5.0wt％＜Mg≤6.5wt％；進(jìn)一步為5.2-5.9wt％；更進(jìn)一步為5.4-5.8wt％；優(yōu)選為5.6-5.7wt％。Mn的含量范圍可以為0.20-0.25％；Si的含量范圍可以為0.08-0.1wt％；Fe的含量范圍可以為0.1-0.15wt％。優(yōu)選地，鋁合金帶材的組成為：Si：0.08-0.1wt％，F(xiàn)e：0.1-0.15wt％，Mn：0.20-0.25wt％，Mg：5.4-5.8wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。該組成范圍的鋁合金帶材綜合性能更為優(yōu)異。此外，上述鋁合金帶材的抗拉強度≥360MPa；屈服強度≥280MPa；延伸率≥8％；硬度≥110。本專利技術(shù)的實施，至少具有以下優(yōu)勢：1、本專利技術(shù)的制造方法將鑄錠中的Mn含量控制在適宜范圍，從而克服了鋁合金材料在Mg含量為5.0wt％以本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種鋁合金帶材的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：1)對鑄錠進(jìn)行均熱處理；2)對經(jīng)均熱處理的鑄錠進(jìn)行熱軋；3)對經(jīng)熱軋的鑄錠進(jìn)行冷軋和退火；其中，所述鑄錠的組成為：Si：≤0.10wt％，F(xiàn)e：≤0.2wt％，Mn：0.18?0.25wt％，Mg：5.0?6.5wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋁合金帶材的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：1)對鑄錠進(jìn)行均熱處理；2)對經(jīng)均熱處理的鑄錠進(jìn)行熱軋；3)對經(jīng)熱軋的鑄錠進(jìn)行冷軋和退火；其中，所述鑄錠的組成為：Si：≤0.10wt％，F(xiàn)e：≤0.2wt％，Mn：0.18-0.25wt％，Mg：5.0-6.5wt％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述雜質(zhì)的總含量≤0.15wt％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，所述雜質(zhì)中每種雜質(zhì)的含量≤0.05wt％。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的制造方法，其特征在于，所述熱軋的開軋溫度為450-480℃，終軋溫度＞300℃。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的制...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周禮泉，崔昊，段純?yōu)I，孫林生，
申請(專利權(quán))人：中電科技武漢電子信息發(fā)展有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北,42