技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高性能
铝合金厚板及其稳定制造方法。
背景技术
[0002] 高
抗拉强度低
屈服强度新型铝合金，具有很高的抗拉强度强度、较低的屈服强度，较好的耐蚀性能等特点，尤其是具有优良的疲劳性能，是铝合金中的典型合金。此种铝合金板材将会成为飞机、船泊、
铁路、
汽车制造业、制罐工业所用的主要材料。此种铝合金制品主要通过固溶方法或
冷轧加工方法获得，此两种方法的局限性和工艺不成形不稳定造成铝合金板材在生产过程中极易产生抗拉强度和屈服强度同时升高的情况出现的问题，使此种铝合金的应用受到很大的限制。并且以上述两种方法制造得到的铝合金板材制品的性能极其不稳定，无法满足市场使用标准要求，也无法满足市场批量生产的要求。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为了解决现有铝合金板材在生产过程中极易产生抗拉强度和屈服强度同时升高的情况出现，并且在
晶界形成连续的
腐蚀通道使得板材强度、韧性、耐蚀性和疲劳性能差，无法满足市场使用标准要求的问题，提供了一种高性能铝合金厚板及其稳定制造方法。
[0004] 本发明一种高性能铝合金厚板是按铝合金厚板中元素的
质量百分比为Si：0.6％～1.3％、Fe：1.5％～1.8％、Cu：1.2％～1.4％、Mn：2.1％～2.4％、Mg：1.1％～1.4％、Cr：1.2％～1.4％、Zn：1.6％～1.8％、余量为Al的比例由铝
硅中间合金、铝铁中间合金、
电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝
钛中间合金和铝锭制成。
[0005] 本发明一种高性能铝合金厚板的稳定制造方法，按照以下步骤进行：
[0006] 一、按铝合金厚板中元素的质量百分比为Si：0.6％～1.3％、Fe：1.5％～1.8％、Cu：1.2％～1.4％、Mn：2.1％～2.4％、Mg：1.1％～1.4％、Cr：1.2％～1.4％、Zn：1.6％～1.8％、余量为Al的比例称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金和铝锭，然后加入到干燥的熔炼炉中，在
温度为870℃～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；
[0007] 二、将步骤一的铝合金熔液在
铸造温度为823℃～831℃、
铸造速度为80mm/min～95mm/min、
冷却水强度为0.51MPa～0.58MPa、冷却水温度为10℃～14℃的条件下按半连续铸造法制成规格为520mm×1500mm的铝合金
铸锭；
[0008] 三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入
热处理炉中加热至金属温度为647℃～652℃，后定温640℃～650℃升温4h～6h，改定温615℃～625℃,保温17h～19h,进行均匀化
退火处理；
[0009] 四、将步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的
氧化皮后，放入到加热炉中加热，定温660℃保温9h～10h，转定温630℃，保温至铝合金铸锭的出炉温度为575℃～583℃；
[0010] 五、将步骤四加热后的铝合金铸锭
热轧成厚度为13.0mm～15.0mm的板材，得到热轧板半成品；
[0011] 六、将步骤五得到的热轧板半成品放入淬火炉中固溶，定温576℃～581℃加热47min～54min，然后保温61min～69min，再以24s～31s的转移时间进入10℃～13℃的水中冷却至室温，得到固溶板材A；
[0012] 七、将步骤六得到的固溶板材A冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的板材，得到冷作板材；
[0013] 八、将步骤七得到的冷作板材放入淬火炉中，定温545℃～551℃加热56min～62min，保温57min～63min，出炉后使用以18s～22s的转移时间进入8℃～10℃的水中冷却；
[0014] 九、将步骤八得到的板材放入淬火炉中，定温105℃～111℃，加热22min～29min，保温73min～78min，出炉后以10s～14s的转移时间进入8℃～11℃的水中冷却；
[0015] 十、将步骤九得到的板材用热处理炉退火，在定温180℃且金属温度178℃～182℃的条件下保温5.5h～7h；
[0016] 十一、将步骤十得到的板材用拉伸机进行拉伸，拉伸量为2.6％～2.9％，得到拉伸板材；
[0017] 十二、将步骤十一得到的拉伸板材放入热处理炉加热至90℃，然后在定温90℃且金属温度88℃～92℃的条件下保温40h～44h，转定温50℃且金属温度48℃～52℃的条件下保温2.5h～3h，得到高抗拉强度低屈服强度性能铝合金厚板。
[0018] 本发明的高性能铝合金厚板的高抗拉强度低屈服强度性能优于其他铝合金产品，其他
力学性能、耐蚀性能和疲劳性能也保持在较好的性能范围内，同时确定了此种高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法，填补了高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法的空白。本发明选择合理的工艺流程，通过对
轧制、热处理、拉伸的控制达到细化组织、提高强度、韧性、耐蚀性和疲劳性能的目的。通
过热处理温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。使用本发明生产出了
板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，抗拉强度553MPa～568MPa，屈服强度60MPa～79MPa，延伸率35％～41％，
断裂韧性L-T： T-L： 剥落腐蚀达到P级以上，可应用于
飞机、铁路、舰船、汽车制造业、制罐工业等多个领域。
具体实施方式
[0019] 本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
[0020] 具体实施方式一：本实施方式一种高性能铝合金厚板是按铝合金厚板中元素的质量百分比为Si：0.6％～1.3％、Fe：1.5％～1.8％、Cu：1.2％～1.4％、Mn：2.1％～2.4％、Mg：1.1％～1.4％、Cr：1.2％～1.4％、Zn：1.6％～1.8％、余量为Al的比例由铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金和铝锭制成。
[0021] 本实施方式的的高性能铝合金厚板的高抗拉强度低屈服强度性能优于其他铝合金产品，其他力学性能、耐蚀性能和疲劳性能也保持在较好的性能范围内，本实施方式高性能铝合金厚板的板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，抗拉强度553MPa～568MPa，屈服强度60MPa～79MPa，延伸率35％～41％，断裂韧性L-T：36～T-L： 剥落腐蚀达到P级以上，可应用于飞机、铁路、舰船、汽车制造业、制罐工业等多个领域。
[0022] 具体实施方式二：本实施方式一种高性能铝合金厚板的稳定制造方法，按照以下步骤进行：
[0023] 一、按铝合金厚板中元素的质量百分比为Si：0.6％～1.3％、Fe：1.5％～1.8％、Cu：1.2％～1.4％、Mn：2.1％～2.4％、Mg：1.1％～1.4％、Cr：1.2％～1.4％、Zn：1.6％～1.8％、余量为Al的比例称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金和铝锭，然后加入到干燥的熔炼炉中，在温度为870℃～877℃的条件下熔炼8h～11h，得到铝合金熔液；
[0024] 二、将步骤一的铝合金熔液在铸造温度为823℃～831℃、铸造速度为80mm/min～95mm/min、冷却水强度为0.51MPa～0.58MPa、冷却水温度为10℃～14℃的条件下按半连续铸造法制成规格为520mm×1500mm的铝合金铸锭；
[0025] 三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中加热至金属温度为647℃～652℃，后定温640℃～650℃升温4h～6h，改定温615℃～625℃,保温17h～19h,进行均匀化退火处理；
[0026] 四、将步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮后，放入到加热炉中加热，定温660℃保温9h～10h，转定温630℃，保温至铝合金铸锭的出炉温度为575℃～583℃；
[0027] 五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为13.0mm～15.0mm的板材，得到热轧板半成品；
[0028] 六、将步骤五得到的热轧板半成品放入淬火炉中固溶，定温576℃～581℃加热47min～54min，然后保温61min～69min，再以24s～31s的转移时间进入10℃～13℃的水中冷却至室温，得到固溶板材A；
[0029] 七、将步骤六得到的固溶板材A冷作成厚度为7.5mm～8.5mm的板材，得到冷作板材；
[0030] 八、将步骤七得到的冷作板材放入淬火炉中，定温545℃～551℃加热56min～62min，保温57min～63min，出炉后使用以18s～22s的转移时间进入8℃～10℃的水中冷却；
[0031] 九、将步骤八得到的板材放入淬火炉中，定温105℃～111℃，加热22min～29min，保温73min～78min，出炉后以10s～14s的转移时间进入8℃～11℃的水中冷却；
[0032] 十、将步骤九得到的板材用热处理炉退火，在定温180℃且金属温度178℃～182℃的条件下保温5.5h～7h；
[0033] 十一、将步骤十得到的板材用拉伸机进行拉伸，拉伸量为2.6％～2.9％，得到拉伸板材；
[0034] 十二、将步骤十一得到的拉伸板材放入热处理炉加热至90℃，然后在定温90℃且金属温度88℃～92℃的条件下保温40h～44h，转定温50℃且金属温度48℃～52℃的条件下保温2.5h～3h，得到高抗拉强度低屈服强度性能铝合金厚板。
[0035] 本实施方式中的定温是指设定设备的温度。本实施方式的高性能铝合金厚板的制造方法中的单个杂质≤0.05％，全部杂质的范围为≤0.10％，此范围内的杂质对铝合金板材的性能没有影响。
[0036] 本实施方式高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法，填补了高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法的空白。本实施方式选择合理的工艺流程，通过对轧制、热处理、拉伸的控制达到细化组织、提高强度、韧性、耐蚀性和疲劳性能的目的。通过热处理温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。
[0037] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中按铝合金厚板中元素的质量百分含量Si：1.1％、Fe：1.7％、Cu：1.3％、Mn：2.25％、Mg：1.3％、Cr：1.4％、Zn：1.8％、余量为Al的比例称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金和铝锭。其他与具体实施方式一或二相同。
[0038] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三之一不同的是：步骤一中在温度为875℃的条件下熔炼10h。其他与具体实施方式二或三相同。
[0039] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤二中铸造温度为874℃、铸造速度为87mm/min、冷却水强度为0.56MPa、冷却水温度为12℃。其他与具体实施方式二至四之一相同。
[0040] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三在热处理炉中加热至金属温度为650℃，后定温645℃升温4.5h，改定温619℃,保温18h。其他与具体实施方式一至五之一相同。
[0041] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是：步骤四中定温660℃保温9.5h，转定温630℃，保温至铝合金铸锭的出炉温度为581℃。其他与具体实施方式二至六之一相同。
[0042] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是：步骤五中加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为14.0mm的板材，得到热轧板半成品。其他与具体实施方式二至七之一相同。
[0043] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式二至八之一不同的是：步骤六中将热轧板半成品放入淬火炉中固溶，定温580℃加热53min，然后保温69min，再以25s的转移时间进入11℃的水中冷却至室温。其他与具体实施方式二至八之一相同。
[0044] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式二至九之一不同的是：步骤七中将固溶板材A冷作成厚度为8.0mm的板材，得到冷作板材。其他与具体实施方式二至九之一相同。
[0045] 具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式二至十之一不同的是：步骤八中冷作板材放入淬火炉中，定温550℃加热60min，保温61min，出炉后以19s的转移时间进入9℃的水中冷却。其他与具体实施方式二至十之一相同。
[0046] 具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式二至十一之一不同的是：步骤九中定温109℃，加热23min，保温73min，出炉后以12s的转移时间进入10℃的水中冷却。其他与具体实施方式二至十一之一相同。
[0047] 具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式二至十二之一不同的是：步骤十中在定温180℃且金属温度180℃的条件下保温7h。其他与具体实施方式二至十二之一相同。
[0048] 具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式二至十三之一不同的是：步骤十二中在定温90℃且金属温度90℃的条件下保温44h，转定温50℃且金属温度50℃的条件下保温3h。其他与具体实施方式二至十三之一相同。
[0049] 采用以下
实施例验证本发明的有益效果：
[0050] 实施例一：一种高性能铝合金厚板的稳定制造方法，按照以下步骤进行：
[0051] 一、按铝合金厚板中元素的质量百分比为Si：1.1％、Fe：1.7％、Cu：1.3％、Mn：2.25％、Mg：1.3％、Cr：1.4％、Zn：1.8％、余量为Al的比例称取铝硅中间合金、铝铁中间合金、电解铜、镁锰中间合金、纯锌锭、铝铬中间合金、铝钛中间合金和铝锭，然后加入到干燥的熔炼炉中，在温度为875℃的条件下熔炼10h，得到铝合金熔液；
[0052] 二、将步骤一的铝合金熔液在铸造温度为872℃、铸造速度为87mm/min、冷却水强度为0.56MPa、冷却水温度为12℃的条件下按半连续铸造法制成规格为520mm×1500mm的铝合金铸锭；
[0053] 三、将步骤二得到的铝合金铸锭放入热处理炉中加热至金属温度为650℃，后定温645℃升温4.5h，改定温619℃,保温18h,进行均匀化退火处理；
[0054] 四、将步骤三均匀化退火处理后的铝合金铸锭铣去表面的氧化皮后，放入到加热炉中加热，定温660℃保温9.5h，转定温630℃，保温至铝合金铸锭的出炉温度为581℃；
[0055] 五、将步骤四加热后的铝合金铸锭热轧成厚度为14.0mm的板材，得到热轧板半成品；
[0056] 六、将步骤五得到的热轧板半成品放入淬火炉中固溶，定温580℃加热53min，然后保温69min，再以25s的转移时间进入11℃的水中冷却至室温，得到固溶板材A；
[0057] 七、将步骤六得到的固溶板材A冷作成厚度为8.0mm的板材，得到冷作板材；
[0058] 八、将步骤七得到的冷作板材放入淬火炉中，定温550℃加热60min，保温61min，出炉后使用以19s的转移时间进入9℃的水中冷却；
[0059] 九、将步骤八得到的板材放入淬火炉中，定温109℃，加热23min，保温73min，出炉后以12s的转移时间进入10℃的水中冷却；
[0060] 十、将步骤九得到的板材用热处理炉退火，在定温180℃且金属温度180℃的条件下保温7h；
[0061] 十一、将步骤十得到的板材用拉伸机进行拉伸，拉伸量为2.9％，得到拉伸板材；
[0062] 十二、将步骤十一得到的拉伸板材放入热处理炉加热至90℃，然后在定温90℃且金属温度90℃的条件下保温44h，转定温50℃且金属温度50℃的条件下保温3h，得到高抗拉强度低屈服强度性能铝合金厚板。
[0063] 本实施例的高性能铝合金厚板的高抗拉强度低屈服强度性能优于其他铝合金产品，其他力学性能、耐蚀性能和疲劳性能也保持在较好的性能范围内，同时确定了此种高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法，填补了高抗拉强度低屈服强度铝合金厚板的稳定制造方法的空白。本实施例选择合理的工艺流程，通过对轧制、热处理、拉伸的控制达到细化组织、提高强度、韧性、耐蚀性和疲劳性能的目的。通过热处理温度的控制达到了使此种板材性能稳定的目的。使用本实施例生产出了板面平整、薄厚均匀、表面光洁度好、性能稳定的铝合金薄板制品，抗拉强度553MPa～568MPa，屈服强度60MPa～79MPa，延伸率35％～41％，断裂韧性L-T： T-L： 剥落腐蚀达到P级以上，可
应用于飞机、铁路、舰船、汽车制造业、制罐工业等多个领域。
