制造热处理和退火的铝合金薄板的线内方法技术

提供在连续线内处理中制造铝合金薄板的方法。将连续铸造铝合金带材线内任选地淬火、热轧或温轧、退火或热处理、任选地淬火、并优选进行卷取，并具有达到希望的规格所需的附加热轧、温轧或冷轧步骤。该处理可用于在短得多的处理时间内制造具有希望性能的Ｔ或Ｏ韧性的铝合金薄板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在连续线内(in-line)工艺中制造铝合金薄板的方法。更具体地，使用连续工艺以用最少的步骤和最短的可能处理时间制造具有希望性能的T或O状态的铝合金薄板。
技术介绍
用于诸如汽车面板(auto panel)、增强件、饮料罐和航空应用的商业应用中的铝合金薄板的常规制造方法使用包含各独立步骤的大量序列的批量处理。典型地，较大的铸锭被铸造为最大约30英寸的厚度，并冷却到室温，然后贮存以备后用。当需要对铸锭做进一步的处理时，首先将其“去皮”以去除表面缺陷。一旦去除了表面缺陷，就将铸锭预热到约1040的温度持续20～30小时，以保证合金的成分适当地分布到整个金相组织中。然后其将冷却到用于热轧的较低温度。施加几个道次(pass)以将铸锭的厚度减少到冷轧所需的范围。一般在卷材上施加中间退火或自退火。然后将得到的“热轧带”冷轧到希望的规格并被其卷取。对于未热处理的产品，卷材以分批步骤进一步对卷材进行退火以获得O状态。要制造热处理的产品，一般在连续的热处理生产线中对卷绕的薄板进行分开的热处理操作。这包括将卷材展开、高温下的固溶热处理、淬火和再卷取。除了处理的各阶段的废料损失外，上述处理从开始到结束可花费几周的时间用于制备销售用的卷材，从而导致加工中制品和最终产品的大量库存。由于该流程中处理时间较长，因此已进行大量的尝试以在保持制成品的期望性能的同时通过消除某些步骤缩短该处理时间。例如，美国专利5655593描述了一种制造铝合金薄板的方法，其中，铸造薄带(替代厚的铸锭)，该薄带被快速轧制，并在小于30秒的周期内被连续冷却到低于350的温度。美国专利No.5772802说明了这样一种方法，在该方法中，将铝合金的铸造带材淬火、轧制、在600～1200的温度下退火120秒以下、然后淬火、轧制并时效。美国专利No.5356495说明了这样一种方法，在该方法中，将铸造带材热轧、热卷取，并在热轧温度下保温2～120分钟，然后被展开、淬火，并在低于300的温度下冷轧，随后对板进行重新卷取。上述方法都没有公开或提出本专利技术的步骤序列。仍需要提供以较少的库存或零库存以及较少的废料损失、在较短的时间周期内制造具有希望性能的热处理(T状态)和退火(O状态)薄板的连续线内方法。
技术实现思路
本专利技术通过提供一种以连续线内序列制造铝合金薄板的方法解决上述需要，该方法包括以下步骤(i)提供连续铸造的铝合金带材作为原料；(ii)任选地将原料淬火到优选的热轧温度；(iii)将淬火的原料热轧或温轧到需要的厚度；(iv)根据合金和希望的状态对原料进行线内退火或固溶热处理；和(v)任选地将原料淬火。优选地，附加的步骤包括张力平整和卷取。本方法允许消除许多步骤和处理时间，并仍可产生具有所有希望性能的铝合金薄板。在花费约30秒以将熔融金属转变成最终卷材的相同生产线中制造热处理和O状态产品。因此，本专利技术的目的在于，提供制造铝合金薄板的连续线内方法，该铝合金薄板的性能接近或超过用常规方法提供的铝合金薄板。本专利技术的另一目的在于，提供更快速地制造铝合金薄板的连续线内方法，以使废料和处理时间最小化。本专利技术的另一目的在于，提供以更有效和更经济的处理制造铝合金薄板的连续线内方法。通过以下的附图、详细说明和所附的权利要求书，本专利技术的这些和其它目的将变得更加明显。附图说明通过以下附图进一步解释本专利技术。图1是一个实施方案中的本专利技术方法的步骤的流程图；图2是用于实施本专利技术方法的装置的一个实施方案的示意图；图3是用于实施本专利技术方法的装置的另一实施方案。该生产线配备有四个轧机以达到更精细的最终规格。图4a是说明与由DC铸锭制造并经过线外热处理的薄板相比的、线内制造的6022-T43薄板(0.035英寸规格)的等双轴拉伸性能的曲线图。图4b是说明与由DC铸锭制造并经过线外热处理的薄板相比的、线内制造的6022-T4合金的等双轴拉伸性能的曲线图。图5是e涂敷后的样品804908(T43状态状态的合金6022)的照片。图6a是说明不经过预淬火的线内轧制到0.035英寸规格的合金6022的晶粒尺寸的照片。图6b是说明线内轧制到0.035英寸规格的合金6022的晶粒尺寸的照片。图7a显示沿横切面的合金6022的铸态组织。图7b由两个照片构成，表示沿横切面的铸态条件的合金6022的表面和壳层组织。图7c是沿横切面的铸态条件的合金6022中心区域组织的照片。图7d包括两个照片，显示了合金6022铸态组织横向中心区的孔隙和组分(即AlFeSi颗粒)。图8显示沿横向的Al+3.5％Mg合金的铸态显微组织。具体实施例方式本专利技术提供一种以连续线内序列制造铝合金薄板的方法，该方法包括以下步骤(i)提供连续铸造的铝合金带材作为原料；(ii)任选地将原料淬火到优选的热轧或温轧温度；(iii)将淬火原料热轧或温轧到期望的最终厚度；(iv)根据合金和希望的状态对原料进行线内退火或固溶热处理；和(v)任选地将原料淬火，然后，优选对其进行张力平整和卷取。本方法得到具有希望的尺寸和性能的铝合金薄板。在优选实施方案中，将铝合金薄板卷取以备后用。这种步骤序列反映在图1的流程图中，该图显示了任选地穿过剪切和修整站2、任选地淬火以便温度调整4、被热轧6以及任选地被修整8的连续铸造铝合金带材原料1。这时或者对原料进行退火16然后进行适当的淬火18并可选卷取20以产生O状态产品22，或者进行固溶热处理10然后进行适当的淬火12并可选卷取14以产生T状态产品24。从图1可以看出，加热步骤和随后的淬火步骤的温度将根据希望的状态而变化。这里使用的术语“退火”是指导致金属发生再结晶由此产生均匀的可成形性并有助于凸耳(earing)控制的加热过程。在对铝合金退火中使用的典型温度的范围为600～900。这里使用的术语“固溶热处理”是指在高温下对金属保温以便引起合金元素的第二相粒子溶解到固溶体中的冶金过程。在固溶热处理中使用的温度一般高于在退火中使用的温度，其范围最高达到约1060。然后，通过金属的淬火保持该条件以便通过受控析出(时效)强化最终产品。这里使用的术语“原料”是指带材形式的铝合金。可以通过本领域技术人员公知的许多连续铸造技术制备在本专利技术实施中使用的原料。在授权给Wyatt-Mair和Harrington的US5496423中说明了制造带材的优选方法。在共同待决的申请序列号10/078638(现在的美国专利6672368)和10/377376中说明了另一优选方法，它们均转让给本专利技术的受让人。连续铸造的铝合金带材的厚度范围优选为约0.06～0.25英寸，更优选约0.08～0.14英寸。典型地，根据希望的连续处理以及薄板的最终用途，铸造带材将具有最大约90英寸的宽度。现在参照图2，示意显示在实施本专利技术方法的优选实施方案中使用的优选装置。将待铸造的熔融金属保持在熔炉存储容器31、33和35中，使其穿过槽36，并通过脱气装置37和过滤装置39进一步制备。中间包41将熔融金属供给连铸机45。从铸机45形成的金属原料46穿过可选的用于边缘修整和横向切割的剪切47和修整49站，然后，将其传递至淬火站51以便进行轧制温度的调整。当该过程中断时剪切站运转；在运行时，开动剪切。在可选的淬火51后，原料46穿过轧制机53，该原料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以连续线内序列制造铝合金薄板的方法，包括以下步骤：　　　　（ｉ）提供连续铸造的铝合金带材作为原料；　　　　（ｉｉ）对原料进行热轧或温轧；和　　　　（ｉｉｉ）根据合金和希望的状态在线内对原料进行退火或固溶热处理，以产生铝合金薄板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A尤纳尔，GF怀特麦尔，DA小托米斯，DW迪蒙斯，
申请(专利权)人：美铝公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]