貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法
2023-05-24 06:32:51 1
貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，包括步驟：熔煉、精煉及除氣，鑄造，鋸切及銑面，加熱，熱軋，輥式矯直及橫切，精密鋸切。本發明所述製備方法工藝嚴謹，製備所得產品耐腐蝕、產品性能好、均勻性好、產品性能穩定。
【專利說明】貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法
[0001]【【技術領域】】
本發明涉及一種鋁合金板材的製造方法，尤其涉及一種貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法。
[0002]【【背景技術】】
輕量化已成為軌道交通運輸的發展趨勢，鋁製貨運車是貨運車輕量化的有效途徑之一，貨運火車車廂用鋁合金板材在現有技術中存在如下不足之處:工藝粗糙易導致表面擦劃傷、粘鋁嚴重，熱軋坯料質量不良，產品性能一尤其抗腐蝕性能不穩定，均勻性差，產品性能有待提聞。
[0003]【
【發明內容】
】
本發明的目的在於提供一種工藝嚴謹、產品性能好、產品性能穩定的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，以解決現有技術中工藝粗糙、產品性能不好、產品性能不穩定的問題。
[0004]本發明採用的技術方案是:一種貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，包括如下步驟:
A.熔煉、精煉及除氣:按生產5083鋁合金鑄錠的各項元素成分進行投料並熔煉，熔煉時熔化爐氣溫度為1100°C，熔體溫度應保持在700?750°C之間，轉爐溫度控制在735?745°C之間，然後轉入保溫爐進行精煉，精煉溫度為720?730°C，精鍊氣體為氮氯混合氣，精煉時間為40min,精煉後靜置30min後，加入鈦絲，添加量為0.2%,使用氯気混合氣體進行在線除氣後，得到Na% ( 0.0005%，氫含量< 0.25ml/100gAl的鋁材；
B.鑄造:將除氣後所得鋁材轉入鍛造，在鑄造溫度為368?378°C，單塊鑄錠冷卻水量為820?13001pm,鑄造速度為45?48mm/min的環境下得到厚度為520?650mm,寬度為1350?2520mm的鑄錠；
C.鋸切及銑面:用鋸切機鋸切鑄錠頭尾夾渣、裂紋及形狀不規則的部分切除，並送至銑面機銑面，大面銑面量> 8mm，側面銑面量> 5mm ；
D.加熱:將銑面後的鑄錠送入加熱爐進行加熱處理，爐氣溫度為550?600°C，鑄錠的溫度為470?500°C，保溫2?3小時；
E.熱軋:將加熱後所得鑄錠在開軋溫度為450?490°C，終軋溫度為360?450°C下進行粗軋，粗軋後轉入精軋，精軋開軋溫度為350?440°C，經3?5機架連續軋製成成品厚度並卷取，卷取張應力為18?22MPa，終軋溫度在235?270°C，經熱軋後得到6±0.3mm厚度的6mm型板材或8±0.4mm厚度的8mm型板材；
F.輥式矯直及橫切:將熱軋後所得板材經輥式矯直機矯直後得到縱向不平度<0.3%，橫向不平度彡0.4%的6mm型板材，或縱向不平度彡0.2%,橫向不平度彡0.4%的8mm型板材，矯直後將板材橫切至預定長度；
G.精密鋸切:經橫切後所得板材送至精密鋸床處鋸切至成品預定寬度及長度，得到抗拉強度彡305MPa，屈服強度彡215MPa，延伸率彡12%的貨運火車車廂用鋁合金板材成品。
[0005]本發明進一步的技術方案是:在步驟A中所述氮氯混合氣體中氯氣含量為5?
10%。
[0006]本發明進一步的技術方案是:在步驟A中所述氮氯混合氣體的流量為4?5m3/h。
[0007]本發明進一步的技術方案是:在步驟A中所述鈦絲的種類為Al5Tia2B。
[0008]本發明進一步的技術方案是:在步驟D中所述鑄錠在加熱爐內所待時間< 48h。
[0009]本發明進一步的技術方案是:在步驟E中所述精軋是通過穿帶成功後，由機架間帶材冷卻集管噴射乳化液至帶材表面進行降溫，並配合調整軋機軋制速度，使軋制速度在I?2.5m/s範圍內波動。
[0010]本發明進一步的技術方案是:步驟G中所述成品預定寬度的公差為±2_，成品板材兩對角線的預定長度公差< 8mm。
[0011]本發明的有益效果是:由於採用上述技術方案，本發明所述製備方法工藝嚴謹，製備所得產品耐腐蝕、產品性能好、均勻性好、產品性能穩定。
[0012]【【具體實施方式】】
下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步的說明。
[0013]本發明提供了一種貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，包括如下步驟:
A.熔煉、精煉及除氣:按生產5083鋁合金鑄錠的各項元素成分進行投料並熔煉，熔煉時熔化爐氣溫度為1100°C，熔體溫度應保持在700?750°C之間，轉爐溫度控制在735?745°C之間，然後轉入保溫爐進行精煉，精煉溫度為720?730°C，精鍊氣體為氮氯混合氣，精煉時間為40min,精煉後靜置30min後,加入鈦絲,添加量為0.2%,使用氯IS混合氣體進行在線除氣後，得到Na% ( 0.0005%，氫含量< 0.25ml/100gAl的鋁材；
優選的，熔體溫度為710°C、720°C或730°C，熔體溫度過低，不利於合金元素的溶解及氣體、夾雜物的排出，增加形成偏析、冷隔、欠鑄的傾向，還會因冒口熱量不足，使鑄件得不到合理的補縮；熔煉溫度過高不僅浪費能源，更嚴重的是因為溫度愈高，吸氫愈多，晶粒亦愈粗大，鋁的氧化愈嚴重，一些合金元素的燒損也愈嚴重，從而導致合金的機械性能的下降，鑄造性能和機械加工性能惡化，變質處理的效果削弱，鑄件的氣密性降低；
優選的，所述5000系列的鋁合金鑄錠按重量百分比計算，各元素含量為:Si:0.15%,Fe:0.35%, Cu:0.10%, Mn:0.45% ?0.80%, Mg:4.3% ?4.70%, Cr:0.05 ?0.2%, Na:(0.0005%,Zn:0.2%,Ti:0.10%,Be:0.0005% ?0.003%，單個雜質彡 0.05%,合計雜質(0.15%，其餘為 Al ；
在另一優選的方案中，所述5000系列的鋁合金鑄錠按重量百分比計算，各元素含量為:Si:0.15%,Fe:0.35%,Cu:0.10%,Mn:0.45%,Mg:4.5%,Cr:0.05，Na S 0.0005%,Zn:0.2%, Ti:0.10%, Be:0.001%，單個雜質彡0.05%，合計雜質彡0.15%，其餘為Al ；
在另一優選的方案中，所述5000系列的鋁合金鑄錠按重量百分比計算，各元素含量為:Si:0.15 %，Fe:0.35 %, Cu:0.10 %，Mn:0.50% ?0.70 %，Mg:4.40% ?4.60 %，Cr:0.10%, Na..( 0.0005%, Zn:0.2%, Ti:0.10%, Be:0.003%，單個雜質彡 0.05%，合計雜質< 0.15%，其餘為Al ；
B.鑄造:將除氣後所得鋁材轉入鍛造，在鑄造溫度為368?378°C，單塊鑄錠冷卻水量為820?13001pm,鑄造速度為45?48mm/min的環境下得到厚度為520?650mm,寬度為1350?2520mm的鑄錠；優選的，冷卻水量為100lpm或IlOOlpm ；
C.鋸切及銑面:用鋸切機鋸切鑄錠頭尾夾渣、裂紋及形狀不規則的部分切除，並送至銑面機銑面，大面銑面量> 8mm，側面銑面量> 5mm ;由於半連續鑄造的鑄錠，表面均不同程度地存在著疏鬆、縮孔、氣孔、夾渣、偏析瘤等缺陷，必須通過銑面機將表面存在缺陷的部分銑掉，如果銑面量過小，則不能很好的將鑄錠的缺陷部分去除掉，本實施例中的銑面量控制在上述範圍與產品尺寸工藝預定值之間，恰好能將鑄錠的缺陷部分去除掉，既不會造成多餘的損耗，也不會把鑄錠的缺陷帶到後續的工序中去；
D.加熱:將銑面後的鑄錠送入加熱爐進行加熱處理，爐氣溫度為550?600°C，鑄錠的溫度為470?500°C，保溫2?3小時；保溫2?3小時可保證鑄錠從心部到表面的溫度均勻，避免後續工序中軋件軋制到心部時由於溫度不均勻發生開裂；
E.熱軋:將加熱後所得鑄錠在開軋溫度為450?490°C，終軋溫度為360?450°C下進行粗軋，粗軋後轉入精軋，精軋開軋溫度為350?440°C，經3?5機架連續軋製成成品厚度並卷取，卷取張應力為18?22MPa，終軋溫度在235?270°C，經熱軋後得到6±0.3mm厚度的6mm型板材或8±0.4mm厚度的8mm型板材；
優選的，精軋終軋溫度為245°C或255°C，終軋溫度是確保產品力學性能的重要工藝參數，在該終軋溫度下能夠保證產品具有良好的抗拉強度、屈服強度和延伸率，同時在該溫度下軋機所承受的負荷又不會太大，不會對設備造成損傷；
F.輥式矯直及橫切:將熱軋後所得板材經輥式矯直機矯直後得到縱向不平度<0.3%，橫向不平度彡0.4%的6mm型板材，或縱向不平度彡0.2%,橫向不平度彡0.4%的8mm型板材，矯直後將板材橫切至預定長度；
G.精密鋸切:經橫切後所得板材送至精密鋸床處鋸切至成品預定寬度及長度，得到抗拉強度彡305MPa，屈服強度彡215MPa，延伸率彡12%的貨運火車車廂用鋁合金板材成品。
[0014]步驟A中所述氮氯混合氣體中氯氣含量為5?10%。
[0015]步驟A中所述氮氯混合氣體的流量為4?5m3 /h。
[0016]步驟A中所述鈦絲的種類為Al5TiQ 2B。
[0017]步驟D中所述鑄徒在加熱爐內所待時間< 48h ;保證鑄徒在爐內加熱過程中，晶粒不會過於粗大，如果大於48H，晶粒容易長得過於粗大。
[0018]步驟E中所述精軋是通過穿帶成功後，由機架間帶材冷卻集管噴射乳化液至帶材表面進行降溫，並配合調整軋機軋制速度，使軋制速度在I?2.5m/s範圍內波動；通過該方式，控制終軋溫度在235?270°C。
[0019]現有的帶材終軋溫度控制方式，主要是通過控制軋機的輥縫潤滑和軋輥冷卻的乳液量以及軋制速度在單機架雙卷取軋機上實現的，其缺點在於整卷產品的溫度極不均勻，頭尾溫差大，力學性能不均勻，但本發明步驟E主要是在3?5機架的連軋機組上實現，通過布置在精軋機組機架間的帶材冷卻集管噴射乳化液至帶材表面進行降溫，且乳液噴射壓力可調，並配合調整軋機軋制速度，頭尾溫差可控制在±5°C以內，整卷溫度均勻性好，使整卷產品的力學性能均勻性得到質的提高。
[0020]步驟G中所述成品預定寬度的公差為±2mm，成品板材兩對角線的預定長度公差^ 8mm。
[0021]本發明所述製備方法工藝嚴謹，製備所得產品耐腐蝕、產品性能好、均勻性好、產品性能穩定。
[0022]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於，包括如下步驟: A.熔煉、精煉及除氣:按生產5083鋁合金鑄錠的各項元素成分進行投料並熔煉，熔煉時熔化爐氣溫度為1100°C，熔體溫度應保持在700?750°C之間，轉爐溫度控制在735?745°C之間，然後轉入保溫爐進行精煉，精煉溫度為720?730°C，精鍊氣體為氮氯混合氣，精煉時間為40min,精煉後靜置30min後,加入鈦絲,添加量為0.2%,使用氯IS混合氣體進行在線除氣後，得到Na% ( 0.0005%，氫含量 8mm，側面銑面量> 5mm ； D.加熱:將銑面後的鑄錠送入加熱爐進行加熱處理，爐氣溫度為550?600°C，鑄錠的溫度為470?500°C，保溫2?3小時； E.熱軋:將加熱後所得鑄錠在開軋溫度為450?490°C，終軋溫度為360?450°C下進行粗軋，粗軋後轉入精軋，精軋開軋溫度為350?440°C，經3?5機架連續軋製成成品厚度並卷取，卷取張應力為18?22MPa，終軋溫度在235?270°C，經熱軋後得到6±0.3mm厚度的6mm型板材或8±0.4mm厚度的8mm型板材； F.輥式矯直及橫切:將熱軋後所得板材經輥式矯直機矯直後得到縱向不平度<0.3%，橫向不平度彡0.4%的6mm型板材，或縱向不平度彡0.2%,橫向不平度彡0.4%的8mm型板材，矯直後將板材橫切至預定長度； G.精密鋸切:經橫切後所得板材送至精密鋸床處鋸切至成品預定寬度及長度，得到抗拉強度彡305MPa，屈服強度彡215MPa，延伸率彡12%的貨運火車車廂用鋁合金板材成品。
2.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:在步驟A中所述氮氯混合氣體中氯氣含量為5?10%。
3.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:在步驟A中所述氮氯混合氣體的流量為4?5m3/h。
4.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:在步驟A中所述鈦絲的種類為Al5Tia2B15
5.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:在步驟D中所述鑄錠在加熱爐內所待時間< 48h。
6.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:在步驟E中所述精軋是通過穿帶成功後，由機架間帶材冷卻集管噴射乳化液至帶材表面進行降溫，並配合調整軋機軋制速度，使軋制速度在I?2.5m/s範圍內波動。
7.如權利要求1所述的貨運火車車廂用鋁合金板材的製造方法，其特徵在於:步驟G中所述成品預定寬度的公差為±2_，成品板材兩對角線的預定長度公差< 8_。
【文檔編號】B23P15/00GK104259781SQ201410480786
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月19日 優先權日:2014年9月19日
【發明者】許磊, 周濱, 劉栩, 文建平, 李嚴法, 劉熠, 李江宇, 汪尚元, 陳衛嘉, 毛記德, 蔣婷 申請人:廣西柳州銀海鋁業股份有限公司, 許磊