[發(fā)明專(zhuān)利]鋁鎂合金及其板材的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410619019.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104313414A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧運(yùn)來(lái);劉栩;李嚴(yán)法;戴青松;李江宇;蒙春標(biāo);付平;張佳琪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西柳州銀海鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C22C21/08
• 分類(lèi)號(hào): C22C21/08;B21B1/22
• 代理公司: 柳州市集智專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 45102
• 代理人: 韋永青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于制造交通工具的鋁鎂合金及其板材的制備方法。

背景技術(shù)

以鎂為主要合金元素的5XXX系鋁合金具有質(zhì)量輕、耐蝕好、易成型、中等強(qiáng)度的特征，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)板、油罐車(chē)、運(yùn)煤車(chē)、船舶等交通工具制造，用鋁合金制造交通工具可明顯減輕自重、提高運(yùn)載能力、減少能源消耗。隨著社會(huì)的發(fā)展，人們要求交通工具具備更高的使用性能與可靠性，這對(duì)某些部件用材料的力學(xué)性能、成型性能、熱穩(wěn)定性等綜合性能也提出了更高的要求。以汽車(chē)、罐車(chē)上的某些部件制造用鋁合金為例，要求材料性能滿(mǎn)足抗拉強(qiáng)度σ_b=280～350Mpa、屈服強(qiáng)度σ_0.2≥125?Mpa、伸長(zhǎng)率δ≥26％，同時(shí)材料噴漆烘烤后強(qiáng)度不發(fā)生明顯下降。這就要求材料在較高強(qiáng)度的情況下保存很高的延伸率，以提高材料的成型性能，同時(shí)要求材料具有很高的耐熱性能，以使制備出的交通工具具有更高的安全性能。

按目前5XXX鋁合金常規(guī)的成分配比與生產(chǎn)工藝控制生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品或是滿(mǎn)足強(qiáng)度指標(biāo)不能滿(mǎn)足延伸率指標(biāo)，或是滿(mǎn)足延伸率不能滿(mǎn)足烘烤前后的強(qiáng)度，很難對(duì)這類(lèi)高性能合金進(jìn)行穩(wěn)定生產(chǎn)，因此，為生產(chǎn)出高品質(zhì)Al-Mg合金，有必要進(jìn)行新的合金成分研究與與工藝設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋁鎂合金及其板材的制備方法，這種合金及制備方法可以解決現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的鋁鎂合金穩(wěn)定性差，難以同時(shí)滿(mǎn)足較高的強(qiáng)度和延伸率的指標(biāo)要求的問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

這種鋁鎂合金由下列質(zhì)量百分比的化學(xué)成分制成：鐵<0.3%，硅<0.2%，銅<0.1%，錳0.3%～0.6%，鎂4.7～5.5%，鋅≤0.1%，鈦<0.1%，鋯0.05～0.15%，鑭系元素<0.05%，鈉≤0.0005％，鈹0.0005%～0.003％，其余單個(gè)雜質(zhì)≤0.05％，其余雜質(zhì)合計(jì)≤0.15％，余量為鋁；其中鑭系元素為鑭、鈰、鐠、鉺中的一種或多種元素。

采用上述化學(xué)成分制備鋁鎂合金板材的步驟是：

A、按上述化學(xué)成分及質(zhì)量百分比要求配料后，熔鑄成鑄錠；

B、對(duì)鑄錠進(jìn)行鋸切、銑面，使表面平整無(wú)裂紋；

C、加熱步驟B所得的鑄錠，控制加熱溫度為450℃～470℃，加熱時(shí)間為12小時(shí)～24小時(shí)；

D、對(duì)加熱后的鑄錠進(jìn)行熱粗軋，再進(jìn)行熱精軋，熱精軋的終軋溫度為330℃～350℃；

E、將步驟D所得的板材卷曲后，自然冷卻。

上述技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是：步驟A中熔鑄成鑄錠的工藝步驟包括：熔煉、轉(zhuǎn)爐、覆蓋、靜置、除氣、鑄造，其中，合金熔煉溫度為730℃～760℃，轉(zhuǎn)爐溫度為730℃～740℃，靜置溫度為720℃～740℃，除氣后的氫含量≤0.25毫升/100克鋁，鑄造溫度為675℃～685℃，鑄造速度為45毫米/分鐘～50毫米/分鐘，鑄造過(guò)程中的單塊鑄錠冷卻水量為900升/分鐘～1250升/分鐘。

進(jìn)一步的，步驟B中，先鋸切鑄錠的兩端面，再對(duì)鑄錠的上下表面和側(cè)面進(jìn)行銑面，所述鑄錠兩端的鋸切量大于150毫米，上下表面的銑面量大于10毫米，側(cè)面的銑面量大于6毫米。

進(jìn)一步的，步驟D中，熱粗軋的開(kāi)軋溫度為440℃～470℃，終軋溫度為370℃～430℃；熱精軋的開(kāi)軋溫度為360℃～420℃，精軋完成后的板材厚度為5毫米～9毫米。

進(jìn)一步的，在步驟E之后，對(duì)冷卻后的板材進(jìn)行矯直，板材矯直后縱向不平度不大于0.3%，橫向不平度不大于0.4%。其中，縱向不平度為厚度與單張板長(zhǎng)度的比值，橫向不平度為厚度與單張板寬度的比值。

本發(fā)明中的鐵和硅為雜質(zhì)元素，將它們的質(zhì)量百分比分別控制在0.3%、0.2%內(nèi)，以減小這些雜質(zhì)元對(duì)延伸率的不利影響；鎂元素是主要合金元素，鎂含量設(shè)置為4.7～5.5%，提高鎂含量的目的是提高其在基體中的固溶度以保證材料的強(qiáng)度要求。

合金中錳、銅、鋅含量較少，主要是錳、銅加入合金內(nèi)會(huì)形成MnAl₆、CuMgAl₂、Al₂Cu相，對(duì)材料的延伸率產(chǎn)生不利影響，鋅加入合金內(nèi)雖形成MgZn₂、Al₂Mg₃Zn₂等化合物提高材料的耐蝕性能，但鋅如果控制不好容易產(chǎn)生鋅花，因此將鋅含量控制在0.1%以?xún)?nèi)。