铝合金板材及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种铝合金板材及其生产方法，属于铝合金板材生产领域。该铝合金板材，按质量百分数计，其化学成分包括Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al。其生产方法是将铝合金原料熔炼成熔体，取样分析，控制熔体的化学成分满足上述需求，接着将熔体铸造、热轧以及退火；其中，铝合金原料按质量百分数计包括：固体铝料35～40％、废铝料35～40％以及电解液20～30％。通过优化铝合金板材的化学组分，以满足罐车材料综合合金强度、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性好的特殊要求。

Aluminum alloy sheet and production method thereof

The invention provides an aluminum alloy plate and a production method thereof, belonging to the field of aluminum alloy plate production. The Aluminum Alloy board, according to the mass percentage, the chemical composition of Si = 0.1%, Fe = 0.20%, Cu = 0.10%, Mn:0.7 ~ 1%, Mg:4.7 ~ 4.9%, Cr = 0.16%, Zn = 0.10%, Ti = 0.10%, the rest is Al. The production process of the Aluminum Alloy material melts into the melt, sampling analysis, control of chemical composition of the melt meets the above requirements, then melt casting, hot rolling and annealing; among them, Aluminum Alloy raw materials by weight percentage: 35 to 40% solid aluminum scrap aluminum, 35 ~ 40% and 20 ~ 30% electrolyte. By optimizing the chemical composition of aluminum alloy sheet, it can meet the special requirements of alloy strength, weldability, corrosion resistance, wear resistance and surface finish of tank car material.

【技术实现步骤摘要】
铝合金板材及其生产方法
本专利技术涉及铝合金板材生产领域，具体而言，涉及一种铝合金板材及其生产方法。
技术介绍
节能减排、结构轻量化已成全球趋势。铝合金罐车同钢相比有其密度小，耐蚀性好，易焊接、寿命长、易回收、减排放、不使电荷聚集等特点。近年来铝及合金在汽车工业的使用越来越广泛。欧、美、澳、日等国铝合金罐车已达90％以上，而我国不到2％。在我国推行铝合金罐车与发达国家比有很大的发展空间，广阔的市场前景。用于铝合金罐车的用料一般为Al-Mg合金。如：5083、5182、5454。5083合金为不可热处理合金，强度良好，可切削性良好。5083合金广泛用于海事用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等领域。因此，5083合金是罐用铝合金板材主要采用的铝合金板材，5083合金是铝-镁合金，但现有的合金中，Si(硅)的质量含量不大于0.40％、Fe(铁)的质量含量不大于0.40％、Cu(铜)的质量含量不大于0.10％、Mn(锰)的质量含量在0.4-1.0％之间、Cr(铬)的质量含量在0.05-0.25％之间、Ti(钛)的质量含量小于0.15％、Mg(镁)的质量含量在4.0-4.9％之间、Zn(锌)的质量含量不大于0.25％、Al(铝)为余量。该成分的配比导致合金的强度(高温强度、低温强度)、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性低，因而无法满足罐车材料的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铝合金板材，优化了铝合金板材的化学组分，以满足罐车材料综合合金高强度(高温强度好、低温强度好)、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性好的特殊要求。本专利技术的另一目的在于提供一种铝合金板材的生产方法，通过改善工艺，进一步提高铝合金板材的强度、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性等性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种铝合金板材，按质量百分数计，其化学成分包括Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al。一种铝合金板材的生产方法，将铝合金原料熔炼成熔体，取样分析，控制熔体的化学成分为：Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al；将熔体铸造成铝合金铸锭，将铝合金铸锭经热轧处理为中间卷材后退火；其中，铝合金原料按质量百分数计包括：固体铝料35～40％、废铝料35～40％以及电解液20～30％。本专利技术提供的一种铝合金板材及其生产方法的有益效果是：本实施例通过对铝合金板材的化学成分在标准基础上进行限定和优化，提升Mn和Mg的最小值含量，同时降低Si、Fe、Cr、Zn和Ti的最大值含量，通过各种元素之间的相互配合，以达到提升合金强度、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性等，此外，Cr的含量控制也使合金的表面光鲜性好。并结合铝合金板材的生产方法通过将热轧后的中间卷材直接退火，无需进行冷轧处理的工艺进一步提升铝合金板材的强度、综合性能以及表面质量。附图说明为了更清楚的说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例2提供的铝合金板材的晶粒组织的结构示意图；图2是本专利技术实施例3提供的铝合金板材的晶粒组织的结构示意图；图3是本专利技术实施例4提供的铝合金板材的晶粒组织的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的一种铝合金板材和一种铝合金板材的生产方法进行具体说明。一种铝合金板材，按照质量百分数计其化学成分包括：Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al。优选地，按质量百分数计，其化学成分包括Si：0.04～0.07％；Fe：0.12～0.16％；Cu：0.03～0.09％，Mn：0.75～0.8％，Mg：4.7～4.9％；Cr：0.13～0.14％，Zn：0.001～0.014％，Ti：0.01～0.02％，余量为Al。它与ASTMB209M或GB/T3190公布的标称化学成分相比(如表1)，主要成分控制更严格，通过控制铝合金板材的化学成分，改善合金高强度(高温强度好、低温强度好)、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性好。表1标称成分与本专利技术化学成分比较本实施例中，通过对铝合金板材的化学成分在标准基础上进行限定和优化，从而提升铝合金板材的综合合金高强度(高温强度好、低温强度好)、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性好。通过上表可以看出，本专利技术对Si和Fe的优化较为明显，在标准基础上，降低了Si和Fe的含量，合金中Si和Fe的含量高，会降低合金的耐蚀性，而Mn可以抑制Fe的不利影响，进而本专利技术实施例中提升了Mn的最小值，使Mn的含量在0.7-1.0之间，进而抑制Fe含量降低耐蚀性的不利影响，同时耐蚀性包括点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀和剥蚀倾向。由于铜是合金中的强化元素，铜和铝能够形成CuAl2强化相，提高强度，但随着含铜量的增加，耐蚀性下降，点蚀性下降，点蚀和晶间腐蚀敏感性增加。此外，随着镁的含量的提高，合金的强度也会增加，但是，随着镁含量增大，点蚀倾向增加，随着冷加工变形量增大，应力腐蚀和剥蚀敏感性增加。因而本实施例中，对铜和镁的含量限定时，尽可能的在标准范围下提高铜和镁的含量，进而提升合金的强度。此外，Cr能够细化晶粒，提高抗应力腐蚀能力。本实施例中通过对铝合金板材的成分进行特定化的限定，提升Mn和Mg的最小值含量，同时降低Si、Fe、Cr、Zn和Ti的最大值含量，通过各种元素之间的相互配合，以达到提升合金强度、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性等，此外，Cr的含量控制也使合金的表面光鲜性好。本实施例提供的铝合金板材可以按照常规生产方法进行熔炼、铸造以及后期处理，制得的铝合板材，基于对其化学成分的优化，相较于现有技术中铝合金板材，其综合合金高强度(高温强度高、低温强度高)、焊接性、抗腐蚀性、耐磨性、表面光鲜性好。一种铝合金板材的生产方法，其包括：将铝合金原料熔炼成熔体，取样分析，控制熔体的化学成分为：Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al；将熔体铸造成铝合金铸锭，将铝合金铸锭经热轧处理为中间卷材，将中间卷材退火。铝合金板材的生产方法的步骤S1——熔炼具体为：将铝合金原料于720～750℃的条件下进行熔炼并搅拌得熔体；其中，铝合金原料按质量百分数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金板材，其特征在于，按质量百分数计，其化学成分包括Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种铝合金板材，其特征在于，按质量百分数计，其化学成分包括Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al。2.根据权利要求1所述的铝合金板材，其特征在于，按质量百分数计，其化学成分包括所述Si：0.04～0.07％；所述Fe：0.12～0.16％；所述Cu：0.03～0.09％，所述Mn：0.75～0.8％，所述Mg：4.7～4.9％；所述Cr：0.13～0.14％，所述Zn：0.001～0.014％，所述Ti：0.01～0.02％，余量为所述Al。3.一种铝合金板材的生产方法，其特征在于，将铝合金原料熔炼成熔体，取样分析，控制所述熔体的化学成分为：Si≤0.1％，Fe≤0.20％，Cu≤0.10％，Mn：0.7～1.0％，Mg：4.7～4.9％，Cr≤0.16％，Zn≤0.10％，Ti≤0.10％，余量为Al；将所述熔体铸造成铝合金铸锭，将所述铝合金铸锭经热轧处理为中间卷材后退火；其中，所述铝合金原料按质量百分数计包括：固体铝料35～40％、废铝料35～40％以及电解液20～30％。4.根据权利要求3所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，在退火所述中间卷材之前，还包括：对所述中间卷材进行冷轧并轧至厚度为5.01～5.05mm，冷轧所述中间卷材的道次为一次。5.根据权利要求4所述的铝合金板材的生产方法，其特征在于，冷轧所述中间卷材的变形量为20～25％。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正风，程仁策，张华，孟凡林，孙学明，罗杰，陶志民，徐崇义，魏建民，孙超，祝贞凤，王美春，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，烟台南山学院，
类型：发明
国别省市：山东,37