專利名稱：列車車廂用鋁合金板材的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及列車車廂用鋁合金板材的制造方法。
背景技術：
用鋁合金板材代替原來鐵路貨車車廂的鋼鐵結構材料，可顯著減少車廂本體重量，在相同牽引力作用下，每節(jié)車廂可增加4噸左右的載重量。牌號為5383的合金屬于Al-Mg系合金，具有一定的成型性和耐蝕性，現(xiàn)主要用于制造罐體等。雖然5383合金強度和焊接性能高于5083等合金，但其在大工業(yè)生產(chǎn)中存在熱軋開裂、非比例延伸強度低、板材進行機械加工時變形翹曲等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種列車車廂用鋁合金板材的制造方法，以解決5383合金板材在大工業(yè)生產(chǎn)中存在熱軋開裂、非比例延伸強度低、板材進行機械加工時變形翹曲的問題。列車車廂用鋁合金板材的制造方法，板材按重量由以下成分組成Si≤0.25％，F(xiàn)e≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn0.7-1.0％，Mg4.0-5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，單個雜質≤0.05％，合計雜質≤0.15％，其余為Al。制造方法通過下述步驟實現(xiàn)一、熔煉鑄造合金鑄錠；二、均勻化退火，溫度為450℃至480℃，保溫時間35小時；三、熱軋，加熱溫度為450℃至480℃，保溫時間為4小時至8小時，熱軋后毛料板材的厚度應根據(jù)成品板材的厚度，預留20％至25％的冷軋加工量；四、冷軋達到成品板材的厚度；五、穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化溫度為80℃至100℃，保溫時間為6小時。
本發(fā)明制造的板材力學性能為抗拉強度不小于305N/mm2，非比例延伸強度不小于220N/mm2，斷后伸長率不小于12％。在工業(yè)生產(chǎn)中不容易熱軋開裂，延伸強度高，板材進行機械加工時不容易變形翹曲。


圖1是本發(fā)明合金鑄錠的鑄態(tài)掃描電鏡背散射圖片，圖2是合金均火溫度對鑄錠常溫拉伸性能的影響關系示意圖，圖3是穩(wěn)定化溫度對板材常溫力學性能的影響關系示意圖，圖4退火溫度對合金常溫力學性能的影響關系示意圖，圖5是合金熱塑性圖，圖6是實施方式一中第一步驟熔煉鑄造合金鑄錠過程中用陶瓷片過濾熔體的示意圖。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式的板材按重量由以下成分組成Si≤0.25％，F(xiàn)e≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn0.7-1.0％，Mg4.0-5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，單個雜質≤0.05％，合計雜質≤0.15％，其余為Al。
板材的制造通過下述步驟完成一、熔煉鑄造合金鑄錠原材料采用鋁、電解銅、鎂錠、鋅錠、鋯鹽(即K2ZrF6)、Al-Mn合金(即Al-11％Mn)和Al-Cr(即Al-4％Cr)合金，熔鑄工具涂TiO2作保護，原料裝爐時先裝鋁、鋯鹽、Al-Mn合金和Al-Cr合金，待爐料熔化產(chǎn)生液面后加入電解銅和鋅錠并使二者不露出液面，爐內溫度達到740℃時加入鎂錠并充分攪拌，接著加Al-Ti-B作為晶粒細化劑，為了提高鑄錠的冶金質量，對熔體進行精煉和過濾，去掉雜質，精煉溫度為730℃至750℃。通過圖1可以看出鑄錠合金中存在Al8(FeMn)2Si、Mg2Al3、Mg2Si三種結晶相，分別為圖1中a點、b點c點所指的結晶相，其中b點所指類型中含有少量Cu和Zn元素。為了提高鑄錠質量，減少鑄錠中的含氫量以及氧化膜和夾雜，在爐內分別用精煉劑和氬氣對熔體進行精煉，并采用雙級陶瓷片過濾，如圖6所示，熔體依次經(jīng)過陶瓷片1和陶瓷片2的過濾，從而去掉部分雜質。陶瓷片1選用30ppi，即每平方英寸30個孔的陶瓷片，陶瓷片1選用50ppi，即每平方英寸50個孔的陶瓷片。
二、均勻化退火，溫度為450℃至480℃，保溫時間35小時；如圖2、4所示，均勻化退火能消除晶內偏析和鑄造應力，使板材具有較好的加工性能。5383鑄錠熱軋開裂或邊部開裂會使后續(xù)生產(chǎn)無法進行，而且這種開裂的比例相當大，本發(fā)明通過降低Fe、Si雜質含量，增加Cu、Zn和Zr形成了一種新型鋁合金，它的實際室溫力學性能比現(xiàn)有板材高，耐腐蝕性能、機械加工性能、焊接性能一樣優(yōu)良。
三、熱軋，加熱溫度為450℃至480℃，保溫時間為4小時至8小時，熱軋后毛料板材的厚度應根據(jù)成品板材的厚度，預留20％至25％的冷軋加工量；具體熱軋量可以按照表1的規(guī)定執(zhí)行。
表1


四、冷軋達到成品板材的厚度；五、穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化溫度為80℃至100℃，保溫時間為6小時。如圖3所示，穩(wěn)定化退火效果決定板材的最終力學性能和耐腐蝕性能。
權利要求
1.列車車廂用鋁合金板材的制造方法，板材按重量由以下成分組成Si≤0.25％，F(xiàn)e≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn0.7-1.0％，Mg4.0-5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，單個雜質≤0.05％，合計雜質≤0.15％，其余為Al；其特征在于制造方法通過下述步驟實現(xiàn)一、熔煉鑄造合金鑄錠；二、均勻化退火，溫度為450℃至480℃，保溫時間35小時；三、熱軋，加熱溫度為450℃至480℃，保溫時間為4小時至8小時，熱軋后毛料板材的厚度應根據(jù)成品板材的厚度，預留20％至25％的冷軋加工量；四、冷軋達到成品板材的厚度；五、穩(wěn)定化處理，穩(wěn)定化溫度為80℃至100℃，保溫時間為6小時。
2.根據(jù)權利要求1所述的列車車廂用鋁合金板材的制造方法，其特征在于原材料采用鋁、電解銅、鎂錠、鋅錠、鋯鹽、Al-Mn合金和Al-Cr合金，熔鑄工具涂TiO2作保護，原料裝爐時先裝鋁、鋯鹽、Al-Mn合金和Al-Cr合金，待爐料熔化產(chǎn)生液面后加入電解銅和鋅錠并使二者不露出液面，爐內溫度達到740℃時加入鎂錠并充分攪拌，接著加Al-Ti-B作為晶粒細化劑，為了提高鑄錠的冶金質量，對熔體進行精煉和過濾，去掉雜質，精煉溫度為730℃至750℃。
全文摘要
列車車廂用鋁合金板材的制造方法，它涉及列車車廂用鋁合金板材的制造方法。它解決了5383合金板材在大工業(yè)生產(chǎn)中存在熱軋開裂、非比例延伸強度低、板材進行機械加工時變形翹曲的問題。板材按重量由以下成分組成Si≤0.25％，F(xiàn)e≤0.25％，Cu≤0.20％，Mn0.7－1.0％，Mg4.0－5.2％，Cr≤0.25％，Zn≤0.40％，Ti≤0.15％，Zr≤0.20％，其余為Al。制造方法通過下述步驟實現(xiàn)熔煉鑄造合金鑄錠；均勻化退火，溫度為450℃至480℃，保溫時間35小時；熱軋，溫度為450℃至480℃；冷軋達到成品板材的厚度；穩(wěn)定化處理，溫度為80℃至100℃，保溫時間為6小時。
文檔編號C22C1/02GK101037744SQ20071007215
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月29日 優(yōu)先權日2007年4月29日
發(fā)明者鐘利, 徐忠艷, 聶波, 吳欣鳳, 祈艷華, 陶志民, 王國軍, 李廣宇 申請人:東北輕合金有限責任公司