CN108977700B - 一种铝合金板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金板及其制备方法，一种铝合金板，包括如下原料，Mg、Si、Fe、Sn、Mn、Cu、C，余量为Al和不可避免的杂质，通过控制原料比例，提高了合金的强度和耐腐蚀性；一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤，(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造得到铝合金铸锭；(3)对铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板，使用本发明公布的制备方法制备的铝合金板不仅室温时效抑制和BH性好，同时有耐丝状腐蚀性能好的效果，且制备工艺简单，易控制，制备成本低。
Description
技术领域
本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种铝合金板及其制备方法。
背景技术
由于铝合金型材结构强度大，重量轻、制作方便，被广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造以及船舶等技术领域。
在这些面板结构体中，为了薄壁化，作为高强度铝合金，使用的是Al－Mg－Si系的AA至JIS 6000系(以下仅称为6000系)铝合金板。
但该6000系铝合金板虽具有优异的BH性这样的优点，却具有室温时效性，在固溶淬火处理后的室温保持中发生时效硬化而强度增加，由此存在面向面板的成形性，特别是弯曲加工性(卷边加工性)降低的问题。此外，在室温时效大时，则BH性降低，成形后的面板的涂装烘烤处理等低温处理时，也会产生屈服强度无法提高到作为面板所需要的强度。
为了兼顾铝合金板的室温时效抑制和BH性，目前的解决办法有在制备原料中加入Sn的做法，但此种做法会引起耐丝状腐蚀性的提高，为解决该新的技术问题，ZL201580044610.4通过控制含Sn晶化物在全部晶化物的占比来解决耐丝状腐蚀性的问题，但其制备工艺要求严格，尤其对冷却速度的要求高，这就增加了制备成本。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种铝合金板，该铝合金板既能兼顾室温时效抑制和BH性，又有好的耐丝状腐蚀性能；本发明的另一目的在于提供一种铝合金板的制备方法，该制备方法简单、易操作、制备成本低。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.43～0.95％、Si：0.25～0.55％、Fe：0.10-0.30％、Sn：0.005～0.500％、Mn：0.05-0.80％、Cu：0.05-0.6％、Cr：0.05-0.6％、Ni：0-0.6％，余量为Al和不可避免的杂质。
本发明通过严格控制上述原料比例，Mg和Si能在合金中形成强化相Mg2Si，对合金起到强化作用，同时由于Mn的加入，不仅可显著细化再结晶晶粒，还可加速板条状AlFeSi相向近圆形AlFeSi相的转化，促进Mg2Si粒子的均匀分布和挤压变形的均匀性，从而提高合金的强度和耐腐蚀性；Sn、Cu的加入可提高合金的强度、室温时效抑制和BH性，而一定程度上降低了合金的耐蚀性，但本发明通过另外加入Cr消除了Cu引起的耐蚀性降低的现象。
优选的，所述Mg与Si的质量比为(1.65-1.75)：1。
本发明通过控制Mg与Si的质量比为(1.65-1.75)：1，使得Mg和Si在合金中形成强化相Mg2Si，不至于由于Si过量而降低耐腐蚀性能，也不会由于Mg过量降低Mg2Si的存在，从而使得合金时效强化效果减弱。
优选的，所述Cu与Cr的质量比为1：1。
本发明通过控制Cu与Cr的质量比为1：1，能更好的消除由于Sn、Cu的加入而降低了合金的耐蚀性能的现象。
更为优选的，所述Mg与Si的质量比为1.73：1。
本发明通过控制Mg与Si的质量比为1.73：1，使得Mg和Si在合金中完全形成强化相Mg2Si，对合金起到最好的强化作用，又不会降低耐腐蚀性能和时效强化效果。
优选的，所述Ni的质量百分比为0.05-0.6％。
本发明通过加入Ni元素，并严格控制比例，可进一步消除由于Sn、Cu的加入而引起的耐腐蚀性降低的现象。
优选的，所述Ni与Cr的质量和等于Cu的质量。
本发明通过控制Ni与Cr的质量和等于Cu的质量，能更好的消除由于Cu的加入而引起的耐腐蚀性降低的现象。
一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；(3)对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板。
本发明通过如上步骤制备的铝合金板不仅室温时效抑制和BH性好，同时有耐丝状腐蚀性能好的效果，且制备工艺简单，易控制，制备成本低。
其中，步骤(2)中铸造温度为700-720℃，铸造速度为30-50mm/min。
本发明通过将铸造速度设置为30-50mm/min，既能保证高效的生产效率，又能保证铝合金板的表面平整度、裂纹和铸造性能。
其中，步骤(2)中铝合金铸锭的冷却速度为50-60℃/min。
本发明将铸造后得到的铝合金铸锭冷却到室温，通过将铸造的冷却速度控制为50-60℃/min，能更好的控制团簇。
其中，步骤(3)中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到530-550℃后保温2-5h。
本发明通过将均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到530-550℃后保温2-5h，使得铝合金板组织更加均匀。
其中，所述均热化处理的升温速率为5-10℃/min。
本发明通过将均热化处理的升温速率控制为5-10℃/min，一来，使得铝合金板组织更加均匀，二来，使得该制备方法对设备的性能要求低，从而有效降低生产成本。
本发明的有益效果在于：(1)Mg和Si能在合金中形成强化相Mg2Si，对合金起到强化作用，同时由于Mn的加入，不仅可显著细化再结晶晶粒，还可加速板条状AlFeSi相向近圆形AlFeSi相的转化，促进Mg2Si粒子的均匀分布和挤压变形的均匀性，从而提高合金的强度和耐腐蚀性；Cu的加入可提高合金的强度但一定程度上降低了合金的耐蚀性，但本发明通过另外加入Cr消除了Cu引起的耐蚀性降低的现象；(2)使用本发明公布的制备方法制备的铝合金板不仅室温时效抑制和BH性好，同时有耐丝状腐蚀性能好的效果，且制备工艺简单，易控制，制备成本低。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1，
一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.43％、Si：0.25％、Fe：0.10％、Sn：0.005％、Mn：0.05％、Cu：0.05％、Cr：0.05％，余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；(3)对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板。
其中，步骤(2)中铸造温度为700℃，铸造速度为30mm/min。
其中，步骤(2)中铝合金铸锭的冷却速度为50℃/min。
其中，步骤(3)中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到530℃后保温2-5h。
其中，所述均热化处理的升温速率为5℃/min。
实施例2
一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.5％、Si：0.28％、Fe：0.20％、Sn：0.03％、Mn：0.80％、Cu：0.6％、Cr：0.6％，余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；(3)对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板。
其中，步骤(2)中铸造温度为720℃，铸造速度为50mm/min。
其中，步骤(2)中铝合金铸锭的冷却速度为55℃/min。
其中，步骤(3)中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到540℃后保温2-5h。
其中，所述均热化处理的升温速率为8℃/min。
实施例3
一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.95％、Si：0.55％、Fe：0.30％、Sn：0.30％、Mn：0.45％、Cu：0.6％、Cr：0.30％，Ni：0.30％、余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；(3)对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板。
其中，步骤(2)中铸造温度为720℃，铸造速度为50mm/min。
其中，步骤(2)中铝合金铸锭的冷却速度为60℃/min。
其中，步骤(3)中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到550℃后保温2-5h。
其中，所述均热化处理的升温速率为10℃/min。
实施例4
一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.65％、Si：0.38％、Fe：0.30％、Sn：0.500％、Mn：0.80％、Cu：0.6％、Cr：0.4％、Ni：0.2％、余量为Al和不可避免的杂质。
一种铝合金板的制备方法，包括如下步骤：(1)按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；(2)对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；(3)对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；(4)轧制后得到铝合金板。
其中，步骤(2)中铸造温度为710℃，铸造速度为45mm/min。
其中，步骤(2)中铝合金铸锭的冷却速度为55℃/min。
其中，步骤(3)中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到540℃后保温5h。
其中，所述均热化处理的升温速率为10℃/min。
对比例
对比例与实施例1的区别在于：
一种铝合金板，包括如下质量百分比的原料，Mg：0.65％、Si：0.38％、Fe：0.30％、Sn：0.500％、Mn：0.80％、Cu：0.6％、余量为Al和不可避免的杂质。
对上述实施例进行耐丝状腐蚀测试，按照国际标准ISO4623-2：2003的测试方法进行测试，具体试验方法为通过在铝合金基体表面划出等长等深的划痕，对丝状腐蚀的平均丝长进行测量，测试结果如下表所示：
| 平均丝长(mm) | |
| 实施例1 | 2.2 |
| 实施例2 | 2.4 |
| 实施例3 | 1.8 |
| 实施例4 | 1.6 |
| 对比例 | 3.8 |
从表格数据可知，加入Cr或/和Ni原料后可明显提高铝合金板的耐丝状腐蚀性。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种铝合金板，其特征在于：包括如下质量百分比的原料，Mg：0.43～0.95％、Si：0.25～0.55％、Fe：0.10-0.30%、Sn：0.005～0.500％、Mn：0.05-0.80%、Cu：0.05-0.6%、Cr：0.05-0.6%、Ni：0.05-0.6%，余量为Al和不可避免的杂质；所述Mg与Si的质量比为（1.65-1.75）：1；所述Ni与Cr的质量和等于Cu的质量；
所述铝合金板由如下步骤制得：
（1）按比例称取各原料后进行熔炼得到熔炼液；（2）对熔炼液进行铸造，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭冷却；（3）对冷却后的铝合金铸锭进行均热化处理；（4）轧制后得到铝合金板；
步骤（2）中铸造温度为700-720℃，铸造速度为30-50mm/min；
步骤（2）中铝合金铸锭的冷却速度为50-60℃/min；
步骤（3）中均热化处理过程为将铝合金铸锭升温到530-550℃后保温2-5h；
所述升温的速率为5-10℃/min。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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