一種船用5083鋁合金板材的加工工藝的製作方法
2023-10-06 05:02:49 1
一種船用5083鋁合金板材的加工工藝的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種船用5083鋁合金板材的加工工藝，包括以下步驟：將5083鋁合金鑄錠依次經過銑面、加熱、熱粗軋、熱精軋、預先退火、第一冷軋、中間退火、第二冷卻、剪切矯直，穩定化熱處理、鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。本發明通過兩次冷軋中設置退火，並且最後進行了穩定化熱處理操作，可以增加鋁合金板材的力學性能以及抗腐蝕能力。
【專利說明】一種船用5083鋁合金板材的加工工藝
【技術領域】
[0001] 本發明屬於金屬材料【技術領域】，具體涉及一種船用5083鋁合金板材的加工工藝。
【背景技術】
[0002] 美國船級社（ABS，全稱：American Bureau of Shipping)成立於1862年，屬非政 府組織，主要致力於為公共利益和客戶需求服務，通過開發和驗證海洋相關設施的設計、建 造和操作標準，保護人命、財產和自然環境的安全。而進入美國的船舶，就需要做ABS認證。 因此，為了外貿和銷售的需求，擴大船用產品的訂單，船用鋁合金板材需要滿足ABS船級社 的規範，獲得ABS的認證。
[0003] 5083合金在不可熱處理合金中強度良好，可切削性良好。5083合金廣泛用於海事 用途如船舶，以及汽車、飛機焊接件、地鐵輕軌，需嚴格防火的壓力容器、製冷裝置、電視塔、 鑽探設備、交通運輸設備、飛彈零件、裝甲等領域。因此，5083合金是船用鋁合金板材主要採 用的錯合金板材，5083合金是錯-鎂合金，該合金中：Si(娃）的質量含量不大於0.40%、 Fe(鐵）的質量含量不大於0.40%、Cu(銅）的質量含量不大於0.10%、Mn(猛）的質量含 量在0.40-1.0%之間、Cr(鉻）的質量含量在0.05-0. 25%之間、Ti(鈦）的質量含量小於 0· 15%、Mg(鎂）的質量含量在4. 0-4. 9%之間、Zn(鋅）的質量含量不大於0.25%、A1 (鋁） 為餘量。但是，目前工業上製備小於IOmm厚度的H321狀態下的5083鋁合金板材的生產工 藝主要是依靠冷變形提高鋁合金板材的力學性能強度，然後通過熱處理，使強度達到標準 要求。但是，目前的生產方法並不能提高鋁合金板材的抗腐蝕性能，因此，無法滿足符合ABS 船用鋁合金板材生產認可要求。
【發明內容】
[0004] 有鑑於此，本發明要解決的技術問題在於提供一種船用5083鋁合金板材的加工 工藝，採用本發明的加工工藝製備得到的鋁合金板材在H321狀態下具有良好的力學性能 及抗腐蝕性能。
[0005] 本發明提供了一種船用5083鋁合金板材的加工工藝，包括以下步驟：
[0006] 將5083鋁合金鑄錠依次經過銑面、加熱、熱粗軋、熱精軋、預先退火、第一冷軋、中 間退火、第二冷卻、剪切矯直，穩定化熱處理和鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
[0007] 優選的，所述加熱溫度為450?500°C。
[0008] 優選的，所述熱粗軋為大變形量軋制工藝。
[0009] 優選的，經過所述熱精軋後的板材與所述船用5083鋁合金板材的厚度比為 (1. 5 ?5) :1。
[0010] 優選的，所述預先退火的溫度為300?400°C。
[0011] 優選的，經過所述第一冷軋的板材的變形量為40%?75%。
[0012] 優選的，所述中間退火的溫度為300?400°C。
[0013] 優選的，經過所述第二冷軋的板材的變形量為5%?8%。
[0014] 優選的，所述穩定化處理的溫度為70?90°C
[0015] 優選的，所述穩定化處理的時間為3?5h。
[0016] 與現有技術相比，本發明提供了一種船用5083鋁合金板材的加工工藝，包括以下 步驟：將5083鋁合金鑄錠依次經過銑面、加熱、熱粗軋、熱精軋、預先退火、第一冷軋、中間 退火、第二冷卻、剪切矯直，穩定化熱處理和鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。本發明 通過兩次冷軋中設置退火，並且最後進行了穩定化熱處理操作，可以增加鋁合金板材的力 學性能以及抗腐蝕能力。
[0017] 結果表明，本發明製備得到的5083鋁合金板材在H321狀態下的屈服強度 > 200MPa，抗拉強度> 305MPa，斷後伸長率> 10%，剝落腐蝕優於PB級，晶間腐蝕質量損失 < 14mg/cm3。
【具體實施方式】
[0018] 本發明提供了一種船用5083鋁合金板材的加工工藝，包括以下步驟：
[0019] 將5083鋁合金鑄錠依次經過銑面、加熱、熱粗軋、熱精軋、預先退火、第一冷軋、中 間退火、第二冷卻、剪切矯直、穩定化熱處理和鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材，所述 穩定化處理的溫度為80?95°C。
[0020] 本發明首先將5083鋁合金鑄錠銑面。所述5083鋁合金中Si (矽）的質量含量 不大於〇· 40%、Fe(鐵）的質量含量不大於0· 40%、Cu(銅）的質量含量不大於0· 10%、 Mn(錳）的質量含量在0.40-1.0%之間、Cr(鉻）的質量含量在0.05-0. 25%之間、Ti (鈦） 的質量含量小於〇.15%、Mg(鎂）的質量含量在4. 0-4. 9%之間、Zn (鋅）的質量含量不大 於0·25%、Α1(鋁）為餘量。
[0021] 本發明對所述銑面的方法並沒有特殊限制，本領域技術人員公知的銑面方法即 可，在本發明中，優選按照如下方法進行銑面：
[0022] 採用銑床對鑄錠進行銑面，大面的銑銷量為17?25mm，優選為21?23mm，小面的 銑削量為10?15mm，大面銑後的粗糙度Ra < 3 μ m，小面銑後粗糙度Ra < 6 μ m。
[0023] 將銑面後的鑄錠進行加熱，所述加熱的溫度為450?500°C，優選為470?490°C， 所述加熱的時間為10?15h，優選為12?13h。
[0024] 將經過加熱後的鑄錠進行熱粗軋和熱精軋。在本發明中，本發明對所述熱粗軋的 方法並沒有特殊限制，本領域技術人員公知的軋制方式即可。本發明所述的熱粗軋為大變 形量軋制工藝。
[0025] 將經過熱粗軋的鑄錠進行熱精軋，經過所述熱精軋後的板材與所述船用5083鋁 合金板材的厚度比為（1.5?5) :1。更優選為（2?4) :1。
[0026] 熱精軋後，對板材進行預先退火，所述退火的溫度為300?400°C，將退火後的板 材進行第一冷軋，經過所述第一冷軋的板材的變形量為40%?75%，優選為55%?65%。 第一冷軋後，將板材進行中間退火，所述中間退火的溫度為300?400°C，優選為310? 350°C。所述退火時間為8?12h，優選為8?10h。在本發明中，將經過退火後的板材進行 第二冷軋，經過所述第二冷軋的板材的變形量為5%?10%，優選為6%?8%。
[0027] 第二冷軋結束後，進行剪切矯直，本發明對所述剪切矯直的方法並沒有特殊限制， 本領域技術人員公知的剪切矯直即可。
[0028] 本發明將剪切矯直的板材還需進行穩定化熱處理，所述穩定化處理的溫度為 70?90°C，在本發明的一個實施例中，所述穩定化熱處理的溫度為80°C。
[0029] 穩定化熱處理後，將板材進行鋸切定尺、驗收和包裝，得到船用5083鋁合金板材。
[0030] 本發明通過兩次冷軋中設置退火，並且最後進行了穩定化熱處理操作，可以增加 鋁合金板材的力學性能以及抗腐蝕能力。
[0031] 結果表明，本發明製備得到的5083鋁合金板材在H321狀態下的屈服強度 彡215MPa，抗拉強度彡305MPa，斷後伸長率彡8%，剝落腐蝕優於PB級，晶間腐蝕質量損失 < 14mg/cm3。
[0032] 為了進一步理解本發明，下面結合實施例對本發明提供的船用5083鋁合金板材 的加工工藝進行說明，本發明的保護範圍不受以下實施例的限制。
[0033] 實施例1
[0034] 將50mm的5083錯合金板材進行統面，將統面後的錯合金板材在450攝氏度的條 件下進行加熱，將加熱後的板材進行熱粗軋和熱精軋，得到厚度為6. 5mm的鋁合金板材，將 所述板材進行退火處理，退火溫度為350°C，退火冷卻後，進行第一冷軋，經過所述第一冷軋 後的板材的厚度為3. 25mm,之後進行中間退火,退火後,板材進行第二冷乳,第二冷乳後,板 材達到預設厚度3mm。第二冷軋後，將所述板材進行剪切矯直，之後將板材加熱至80°C，保 溫3h，鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
[0035] 測定所述鋁合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蝕性能按照ASTMG66或同 等標準檢測其剝落腐蝕敏感性。在板材縱向兩個端點的寬度中間各取一個試樣，試樣的縱 軸線平行於乳制方向，剝落腐蝕試樣規格為IOOmmX 50_X試樣厚度_，晶間腐蝕試樣規 格為50_X6_X試樣厚度mm。取樣位置見圖1中的B位置處，圖1為測定板材抗腐蝕性 能的取樣示意圖。結果見表1，表1為實施例1?4提供的5083鋁合金板材的性能參數。
[0036] 實施例2
[0037] 將15mm的5083錯合金板材進行統面，將統面後的錯合金板材在450攝氏度的條 件下進行加熱，將加熱後的板材進行熱粗軋和熱精軋，得到厚度為6mm的鋁合金板材，將所 述板材進行退火處理，退火溫度為350°C，退火冷卻後，進行第一冷軋，經過所述第一冷軋後 的板材的厚度為3. 3mm,之後進行中間退火,退火後,板材進行第二冷乳,第二冷乳後,板材 達到預設厚度3_。第二冷軋後，將所述板材進行剪切矯直，之後將板材加熱至80°C，保溫 3h，鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
[0038] 測定所述鋁合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蝕性能按照ASTMG66或同 等標準檢測其剝落腐蝕敏感性。在板材縱向兩個端點的寬度中間各取一個試樣，試樣的縱 軸線平行於乳制方向，剝落腐蝕試樣規格為IOOmmX 50_X試樣厚度_，晶間腐蝕試樣規 格為50_X6_X試樣厚度mm。取樣位置見圖1中的B位置處，圖1為測定板材抗腐蝕性 能的取樣示意圖。結果見表1，表1為實施例1?4提供的5083鋁合金板材的性能參數。
[0039] 實施例3
[0040] 將20mm的5083錯合金板材進行統面，將統面後的錯合金板材在450攝氏度的條 件下進行加熱，將加熱後的板材進行熱粗軋和熱精軋，得到厚度為8mm的鋁合金板材，將所 述板材進行退火處理，退火溫度為350°C，退火冷卻後，進行第一冷軋，經過所述第一冷軋後 的板材的厚度為4. 5mm,之後進行中間退火,退火後,板材進行第二冷乳,第二冷乳後,板材 達到預設厚度4_。第二冷軋後，將所述板材進行剪切矯直，之後將板材加熱至80°C，保溫 3h，鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
[0041] 測定所述鋁合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蝕性能按照ASTMG66或同 等標準檢測其剝落腐蝕敏感性。在板材縱向兩個端點的寬度中間各取一個試樣，試樣的縱 軸線平行於乳制方向，剝落腐蝕試樣規格為IOOmmX 50_X試樣厚度_，晶間腐蝕試樣規 格為50_X6_X試樣厚度mm。取樣位置見圖1中的B位置處，圖1為測定板材抗腐蝕性 能的取樣示意圖。結果見表1，表1為實施例1?4提供的5083鋁合金板材的性能參數。
[0042] 實施例4
[0043] 將30mm的5083錯合金板材進行統面，將統面後的錯合金板材在450攝氏度的條 件下進行加熱，將加熱後的板材進行熱粗軋和熱精軋，得到厚度為7. 5mm的鋁合金板材，將 所述板材進行退火處理，退火溫度為350°C，退火冷卻後，進行第一冷軋，經過所述第一冷軋 後的板材的厚度為4. 5mm,之後進行中間退火,退火後,板材進行第二冷乳,第二冷乳後,板 材達到預設厚度4mm。第二冷軋後，將所述板材進行剪切矯直，之後將板材加熱至80°C，保 溫3h，鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
[0044] 測定所述鋁合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蝕性能按照ASTMG66或同 等標準檢測其剝落腐蝕敏感性。在板材縱向兩個端點的寬度中間各取一個試樣，試樣的縱 軸線平行於乳制方向，剝落腐蝕試樣規格為IOOmmX 50_X試樣厚度_，晶間腐蝕試樣規 格為50_X6_X試樣厚度mm。取樣位置見圖1中的B位置處，圖1為測定板材抗腐蝕性 能的取樣示意圖。結果見表1，表1為實施例1?4提供的5083鋁合金板材的性能參數。
[0045] 表1實施例1?4提供的5083鋁合金板材在H321狀態下的性能參數
[0046]
【權利要求】
1. 一種船用5083鋁合金板材的加工工藝，其特徵在於，包括以下步驟： 將5083鋁合金鑄錠依次經過銑面、加熱、熱粗軋、熱精軋、預先退火、第一冷軋、中間退 火、第二冷卻、剪切矯直，穩定化熱處理和鋸切定尺，得到船用5083鋁合金板材。
2. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述加熱溫度為450?500°C。
3. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述熱粗軋為大變形量軋制工藝。
4. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，經過所述熱精軋後的板材與所述船 用5083鋁合金板材的厚度比為（1. 5?5) :1。
5. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述預先退火的溫度為300? 400。。。
6. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，經過所述第一冷軋的板材的變形量 為 40%?75%。
7. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述中間退火的溫度為300? 400。。。
8. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，經過所述第二冷軋的板材的變形量 為5%?8%。
9. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述穩定化處理的溫度為70? 90。。。
10. 根據權利要求1所述的加工工藝，其特徵在於，所述穩定化處理的時間為3?5h。
【文檔編號】C22F1/047GK104404413SQ201410777277
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月15日 優先權日:2014年12月15日
【發明者】王軍, 李偉, 伍彬 申請人:西南鋁業（集團）有限責任公司