專利名稱：一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋁合金熔點(diǎn)低、機(jī)械性能好，因而在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。用該合金體系制造的鑄件主要用在五個(gè)方面一是構(gòu)件類，如用于造紙機(jī)械、紡織機(jī)械、制磚機(jī)械、筑路機(jī)械、冶金機(jī)械、起重機(jī)械、印刷機(jī)械、塑料機(jī)械及礦山機(jī)械等的配件；二是軸瓦、軸承、滑板及滑塊等；三是汽車、拖拉機(jī)、船舶配件；四是模具類，如鑄塑模、吹塑模、壓型模、沖載模 ’五是裝飾工藝品。中國(guó)專利公開了一種新型鑄造鋁合金(公開號(hào)CN101748316A)，其按重量百分比包括11-13% 的 Si,2-4% ^ Cu、0. 5-1. 2% 的 Mg、2_3. 5% 的 Ni、0. 08-0. 18% 的 Ti和0. 1-0. 2%的V，其余為鋁錠；其制備方法包括a、將熔煉爐干燥后，按權(quán)利要求I所述的配比取2-4%的銅和2-3. 5%的鎳放入熔煉爐中，繼續(xù)升溫，至銅和鎳熔化；b、加入鋁錠先投入二分之一的鋁錠，繼續(xù)加熱，待熔化后加入剩下的二分之一鋁錠；C、當(dāng)鋁錠全部熔化至熔融狀態(tài)時(shí)，按權(quán)利要求I所述的配比加入11-13%的硅粒，攪拌，使硅粒表面完全覆蓋鋁液；d、加熱升溫，控制爐膛溫度在850°C -900°C，當(dāng)熔液變?yōu)殚冱S色時(shí)，用渣瓢進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，確認(rèn)硅粒和銅鎳全部熔化后，控制在850°C進(jìn)行保溫I. 5-2小時(shí)；e、保溫完畢后加入0. 5-1. 2%鎂塊和0. 08-0. 18%鈦、0. 1-0. 2%釩，其中鈦和釩以鋁鈦合金和鋁礬合金的形式加入，而且鈦和釩在鋁鈦合金和鋁礬合金中的比例不能變化，另加0. 2-0. 4%出渣劑，10-15分鐘后，攪拌鋁液，再次確認(rèn)鋁液中的硅、銅、鎳和鎂全部熔化，充分?jǐn)嚢杈鶆?；f、最后進(jìn)行精煉、變質(zhì)和除氣處理，即可完成本發(fā)明新型鑄造鋁合金的制備。但是這種鋁合金應(yīng)用于輪船的甲板、船側(cè)板、船底外板、勒板等承重結(jié)構(gòu)件時(shí)，工作環(huán)境十分惡劣，溫度變化劇烈、電解質(zhì)腐蝕嚴(yán)重、還要承受巨大的海浪沖擊，從而對(duì)鋁合金船體的使用安全構(gòu)成極大的威脅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是提供一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的鋁合金應(yīng)用于輪船的甲板、船側(cè)板、船底外板、勒板等承重結(jié)構(gòu)件時(shí)，工作環(huán)境十分惡劣，溫度變化劇烈、電解質(zhì)腐蝕嚴(yán)重、還要承受巨大的海浪沖擊，從而對(duì)鋁合金船體的使用安全構(gòu)成極大的威脅等的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的
本發(fā)明的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的方法包括
a.在熔化爐中鑄造出高鎂鋁合金坯料，其中高鎂鋁合金坯料各組份的質(zhì)量百分比為Si 0. 1-0. 3%, FeO. 05-0. 2%, CuO. 01-0. 08%, Mg4. 0-4. 9%, MnO. 4-1. 0%, CrO. 05-0. 25%,ZnO. 05-0. 20%, TiO. 01-0. 10%，雜質(zhì) 0. 01-0. 12%，其余為 Al ；
硅會(huì)降低合金的塑性，鐵與合金中其它元素反應(yīng)形成難溶的硬脆化合物，不但易導(dǎo)致軋制開裂，而且降低合金的耐蝕性，因此要嚴(yán)格控制硅、鐵的含量；微量的銅就會(huì)使合金的耐蝕性變差，因此含量必須取下限；錳、鉻能改善合金的耐蝕性，尤其可提高耐應(yīng)力腐蝕性能，因此添加量可以適當(dāng)增加；鈦能細(xì)化合金的晶粒，使產(chǎn)生應(yīng)力集中的可能變小，提高合金抗應(yīng)力腐蝕性能，因此加入量取上限。b.將高鎂鋁合金坯料投入到電阻均火爐中進(jìn)行均火處理，均火處理完后進(jìn)行加執(zhí).
均火可大幅度降低合金中的區(qū)域偏析和晶內(nèi)偏析，使成品板材的組織更加均勻，部分消除由于成分不均形成的晶內(nèi)和晶間的微應(yīng)力，受到外力時(shí)組織內(nèi)部受力更加均勻，減少形成應(yīng)力集中的危險(xiǎn)，增加抗應(yīng)力腐蝕的能力。c.將加熱后的高鎂鋁合金坯料投入到1850熱軋機(jī)中進(jìn)行軋制，并使用乳化液進(jìn)行潤(rùn)滑及冷卻，每次壓下量為5mm的倍數(shù)，壓下的次數(shù)為20次以上，并且每次的壓下量按照 增加-定量-減小的順序排列，軋制成高鎂鋁合金板材，然后使用乳化液或空壓機(jī)強(qiáng)制冷卻，要求冷卻速度達(dá)到3°C /min ；
乳化液中的潤(rùn)滑脂、有機(jī)酸能夠增加乳化液的潤(rùn)滑能力，提高油膜厚度和強(qiáng)度，增加成膜傾向，在高溫軋制時(shí)防止產(chǎn)生粘鋁；同時(shí)能夠使乳化液變松，乳化液顆粒增大，提高冷卻性能。有機(jī)皂能夠提高乳化液的PH值，增加冷卻和潤(rùn)濕功能。乳化劑添加量大時(shí)會(huì)造成乳化液過(guò)緊，影響乳化液的潤(rùn)滑效果。本發(fā)明采取高溫軋制，對(duì)乳化液的潤(rùn)滑性和冷卻能力有較高的要求，因此，乳化液中潤(rùn)滑脂、有機(jī)酸、有機(jī)皂含量取上限，乳化劑的含量取下限。d.將高鎂鋁合金板材投入到退火爐中進(jìn)行中間退火，出爐后強(qiáng)制冷卻，要求冷卻速度達(dá)到2 V /min ；
在C、d步驟中要求快速升溫、快速降溫。快速升溫能夠提高c步驟中合金的形核率，避免升溫過(guò)慢導(dǎo)致的晶粒異常長(zhǎng)大；含鎂量較高的合金，其過(guò)飽合固溶體的穩(wěn)定性變差，Mg2A13相易于從基體中析出，因此在步驟c、d中采用快速降溫，最大限度地把Mg2Al3相保留在固溶體中，既能起到強(qiáng)化作用，又能避免由于Mg2A13相在晶內(nèi)和晶界的析出所引起的應(yīng)力集中。e.將退火后的高鎂鋁合金板材投入到1850冷軋機(jī)中進(jìn)行冷軋；
f.將冷軋過(guò)后的高鎂鋁合金板材再依次進(jìn)行穩(wěn)定化處理、矯直、鋸切后即可出成品。穩(wěn)定化處理能使顯微組織中的析出物呈小顆粒狀均勻地分布于晶內(nèi)和晶界上，防止大顆粒Mg2A13相集中析出，避免時(shí)效軟化效應(yīng)和產(chǎn)生應(yīng)力集中。作為優(yōu)選，所述的步驟b中均火處理的定溫為520°C，升溫速度為5°C/min，保溫溫度為500-520°C，保溫時(shí)間為24h ;加熱時(shí)的定溫為490°C，保溫溫度為470_490°C，保溫時(shí)間為12h，出爐溫度為470-490°C。作為優(yōu)選，所述的步驟c中乳化液中潤(rùn)滑油的組成及質(zhì)量百分比為潤(rùn)滑脂20-21%，自由酸5-6%，有機(jī)皂10-11%，乳化劑7-7. 5%，其余為水；乳化液的溫度為55_60°C，pH 值為 8. 0-8. 2，電導(dǎo)率為 200-220 u s/cm。作為優(yōu)選，所述的步驟c中軋制終了溫度為400_420°C。作為優(yōu)選，所述的步驟d中中間退火包括加熱，加熱時(shí)第一次定溫為500°C，升溫速度為3°C/min，加熱時(shí)間為3h ;加熱后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)第二次定溫為420°C，保溫時(shí)間為2h，高鎂鋁合金板材的溫度為400-420°C。作為優(yōu)選，所述的步驟e中冷軋的加工率在30-35%，冷軋速度在150m/min以上。
作為優(yōu)選，所述的步驟f中穩(wěn)定化處理包括加熱，加熱時(shí)第一次定溫為200°C，升溫速度為3°C /min，加熱時(shí)間為Ih ;加熱后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)第二次定溫為130°C，保溫時(shí)間為2h，高鎂鋁合金板材的溫度為110-120°C ;然后強(qiáng)制冷卻，冷卻速度達(dá)到2V /min。因此，本發(fā)明具有高倍組織中晶間沉淀物呈不邊續(xù)的點(diǎn)狀分布，能夠承受巨大的海浪沖擊，耐腐蝕性能較強(qiáng)等特點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
實(shí)施例本例的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其 步驟為
a.在熔化爐中鑄造出高鎂鋁合金坯料，其中高鎂鋁合金坯料各組份的質(zhì)量百分比為SiO. 12%, FeO. 08%, CuO. 06%, Mg4. 51%, MnO. 82%, CrO. 22%, ZnO. 18%, TiO. 06%,雜質(zhì) 0. 13%,其余為Al ；
其性能如下表____
權(quán)利要求
1.一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的方法包括 a.在熔化爐中鑄造出高鎂鋁合金坯料，其中高鎂鋁合金坯料各組份的質(zhì)量百分比為Si 0. 1-0. 3%, Fe 0. 05-0. 2%, CuO. 01-0. 08%, Mg4. 0-4. 9%, MnO. 4-1. 0%, CrO. 05-0. 25%,ZnO. 05-0. 20%, TiO. 01-0. 10%，雜質(zhì) 0. 01-0. 12%，其余為 Al ； b.將高鎂鋁合金坯料投入到電阻均火爐中進(jìn)行均火處理，均火處理完后進(jìn)行加熱； c.將加熱后的高鎂鋁合金坯料投入到1850熱軋機(jī)中進(jìn)行軋制，并使用乳化液進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻，每次壓下量為5mm的倍數(shù)，壓下的次數(shù)為20次以上，并且每次的壓下量按照增加-定量-減小的順序排列，軋制成高鎂鋁合金板材，然后使用乳化液或空壓機(jī)強(qiáng)制冷卻，要求冷卻速度達(dá)到3°C /min ； d.將高鎂鋁合金板材投入到退火爐中進(jìn)行中間退火，出爐后強(qiáng)制冷卻，要求冷卻速度達(dá)到 2 V /min ； e.將退火后的高鎂鋁合金板材投入到1850冷軋機(jī)中進(jìn)行冷軋； f.將冷軋過(guò)后的高鎂鋁合金板材再依次進(jìn)行穩(wěn)定化處理、矯直、鋸切后即可出成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟b中均火處理的定溫為520°C，升溫速度為5°C /min，保溫溫度為500_520°C，保溫時(shí)間為24h ;加熱時(shí)的定溫為490°C，保溫溫度為470-490°C，保溫時(shí)間為12h，出爐溫度為470-490 °C。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟c中乳化液中潤(rùn)滑油的組成及質(zhì)量百分比為潤(rùn)滑脂20-21%，自由酸5-6%，有機(jī)皂10-11%，乳化劑7-7. 5%，其余為水；乳化液的溫度為55-60°C, pH值為8. 0-8. 2，電導(dǎo)率為200-220 u s/cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟c中軋制終了溫度為400-420°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟d中中間退火包括加熱，加熱時(shí)第一次定溫為500°C，升溫速度為3°C /min，加熱時(shí)間為3h ；加熱后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)第二次定溫為420°C，保溫時(shí)間為2h，高鎂鋁合金板材的溫度為400-420。。。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟e中冷軋的加工率在30-35%，冷軋速度在150m/min以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，其特征在于所述的步驟f中穩(wěn)定化處理包括加熱，加熱時(shí)第一次定溫為200°C，升溫速度為3°C /min，加熱時(shí)間為I ;加熱后進(jìn)行保溫，保溫時(shí)第二次定溫為130°C，保溫時(shí)間為2h，高鎂鋁合金板材的溫度為.110-120°C ;然后強(qiáng)制冷卻，冷卻速度達(dá)到2V /min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種船用高鎂鋁合金板材生產(chǎn)方法。其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的鋁合金應(yīng)用于輪船的甲板、船側(cè)板、船底外板、勒板等承重結(jié)構(gòu)件時(shí)，工作環(huán)境十分惡劣，溫度變化劇烈、電解質(zhì)腐蝕嚴(yán)重、還要承受巨大的海浪沖擊，從而對(duì)鋁合金船體的使用安全構(gòu)成極大的威脅等的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的步驟為鑄造、均火、加熱、熱軋、中間退火、冷軋、穩(wěn)定化處理、矯直、鋸切、驗(yàn)收、包裝。
文檔編號(hào)C22C21/04GK102634701SQ20121006408
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者南曉波, 徐崇義, 施文良, 沈建國(guó), 王清軍, 盛勇仕 申請(qǐng)人:浙江永杰鋁業(yè)有限公司