專利名稱：：一種造幣用鋁合金帶材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種造幣用鋁合金帶材。本發(fā)明還涉及這種造幣用鋁合金帶材的制造方法。
背景技術(shù)：
：使用金屬作為制作硬幣的材料解決了紙質(zhì)貨幣的諸多弊端，同時也帶來了一些問題，例如有些金屬價格昂貴。鋁材料價格相對低廉，但是純鋁的硬度低且質(zhì)地較軟，其硬度、耐磨性等特性決定了其不適宜直接作為硬幣的材料。人們想到了具有資源豐富、成本低廉、沖壓性能好等優(yōu)點(diǎn)鋁合金，目前，鋁合金中大多是添加鐵、鎂、錳等合金元素，但是向鋁中添加多少比例的合金元素及采用的制造方法，才能顯著提高其硬度，增加耐磨性，是本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直想解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有合適的表面硬度、良好的板形質(zhì)量和外觀表面質(zhì)量的造幣用鋁合金帶材；本發(fā)明還提供了一種該造幣用鋁合金帶材的制造方法。為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的造幣用鋁合金帶材的組份和重量配比是鐵0.25-0.35%、硅0.05-0.20%、銅0.01-0.09%、錳0.25-0.50%、鎂1.20-2.00%、鈦0.010-0.030%，其余為鋁。上述造幣用鋁合金帶材的制造方法包括以下步驟1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑加入到熔煉爐中，在720-78(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉，除渣、攪拌后將形成的鋁液放入靜置爐。2)在690-75(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，然后澆注成熱軋錠坯。3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為480-52(TC，保溫時間為2-4小時；出爐后將錠坯熱軋成5.5-6.5mm厚的帶材。4)將5.5-6.5mm厚的帶材放在退火爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度為290-34(TC，帶材到溫保持2-4小時后取出，冷卻至常溫。5)在冷軋機(jī)上將5.5-6.5mm厚的帶材軋制成0.9_1.2mm厚的帶材。6)將0.9-1.2mm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在0.25-0.35%，使其板型符合規(guī)定要求。7)在清洗機(jī)上將0.9-1.2mm厚的帶材進(jìn)行清洗，清除鋁帶表面的油污，潤濕張力>32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求。8)分條將經(jīng)過清洗處理過的0.9-1.2mm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得造幣用鋁合金帶材。為了保證澆注質(zhì)量和效率，在步驟2)的澆注過程中，鑄造溫度為680725t:，鑄造速度為35-60mm/min。為了改善鋁帶的顯微組織及第二相粒子的分布形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而提高鋁合金帶材的表面質(zhì)量，在步驟2)中使用的細(xì)化劑為鋁鈦硼。為了保證熱軋過程的質(zhì)量和效率，在步驟3)的熱軋過程中，終軋溫度控制在260-300。C，熱軋乳液濃度控制在3.5-4.5%，PH值控制在7.3-8.3。為了保證鋁帶的表面質(zhì)量，在步驟5)的冷軋過程中，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.30-0.40iim。本發(fā)明通過對鐵、硅、鎂、錳、鈦等合金元素的優(yōu)化調(diào)整，顯著提高其硬度，增加耐磨性；結(jié)合上述的制造方法，通過熔鑄工序控制合金成分、組織，然后通過優(yōu)化的熱軋、中間退火、冷軋、拉矯及清洗工藝，其最終性能指標(biāo)可達(dá)表面硬度為8090HV，使鋁帶表面質(zhì)量好、保持晶粒組織均勻、板形平整，沖制性能符合造幣產(chǎn)品的要求。具體實施例方式實施例1材料的化學(xué)成份配比是<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>造幣用鋁合金帶材的制作方法是1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑按上述成份計算并備好材料后，加入到熔煉爐中，在72(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉、除渣、攪拌后進(jìn)入靜置爐；2)在71(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和鋁鈦硼絲細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，主要是為了改善鋁帶的顯微組織及第二相粒子的分布形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而提高鋁合金帶材的表面質(zhì)量；然后澆注成熱軋錠坯，為保證澆注的質(zhì)量和效率，鑄造溫度為680。C，鑄造速度為60mm/min;3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為490°C，保溫時間為3小時；出爐后將錠坯熱軋成5.8mm厚的帶材；為了保證熱軋過程的表面質(zhì)量、效率和內(nèi)在組織，終軋溫度控制在300°C，熱軋乳液濃度控制在4.5%，ra值控制在8.0;4)為了減小由于熱軋終軋溫度、熱軋速度、冷卻量及坯料冷卻速度不同造成的坯料性能差異，消除晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析，改善鋁基體的塑性，適當(dāng)降低抗拉強(qiáng)度，提高加工性能，從而減小冷軋軋制力，有利于控制板形，使冷軋軋制過程更穩(wěn)定。將5.8mm厚的帶材放在溫度為33(TC的退火爐中，帶材到溫3小時后取出，冷卻至常溫；5)在冷軋機(jī)上將5.8mm厚的帶材軋成0.9mm的帶材，為了保證鋁帶的表面質(zhì)量，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.32iim;6)為了使帶材板型符合規(guī)定要求，將0.9mm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在O.32%;7)為清除鋁帶表面的油污，潤濕張力>32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求，將0.9mm厚的帶材放在清洗機(jī)上進(jìn)行清洗；8)將經(jīng)過清洗處理過的0.9mm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得本發(fā)明的造幣用鋁合金帶材。實施例2材料的化學(xué)成份配比是<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>造幣用鋁合金帶材的制作方法是1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑按上述成份計算并備好材料后，加入到熔煉爐中，在74(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉、除渣、攪拌后進(jìn)入靜置爐；2)在69(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和鋁鈦硼絲細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，主要是為了改善鋁帶的顯微組織及第二相粒子的分布形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而提高鋁合金帶材的表面質(zhì)量，然后澆注成熱軋錠坯，為保證澆注的質(zhì)量和效率，鑄造溫度為715。C，鑄造速度為45mm/min;3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為51(TC，保溫時間為4小時；出爐后將錠坯熱軋成6.3mm厚的帶材；為了保證熱軋過程的表面質(zhì)量、效率和內(nèi)在組織，終軋溫度控制在260°C，熱軋乳液濃度控制在3.8%，ra值控制在8.3;4)為了減小由于熱軋終軋溫度、熱軋速度、冷卻量及坯料冷卻速度不同造成的坯料性能差異，消除晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析，改善鋁基體的塑性，適當(dāng)降低抗拉強(qiáng)度，提高加工性能，從而減小冷軋軋制力，有利于控制板形，使冷軋軋制過程更穩(wěn)定。將6.3mm厚的帶材放在溫度為31(TC的退火爐中，帶材到溫4小時后取出，冷卻至常溫；5)在冷軋機(jī)上將6.3mm厚的帶材軋成1.15mm的帶材，為了保證鋁帶的表面質(zhì)量，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.40iim;6)為了使帶材板型符合規(guī)定要求，將1.15mm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在0.28%;7)為清除鋁帶表面的油污，潤濕張力^32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求，將1.15mm厚的帶材放在清洗機(jī)上進(jìn)行清洗；8)將經(jīng)過清洗處理過的1.15mm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得本發(fā)明的造幣用鋁合金帶材。實施例3材料的化學(xué)成份配比是<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>造幣用鋁合金帶材的制作方法是1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑按上述成份計算并備好材料后，加入到熔煉爐中，在76(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉、除渣、攪拌后進(jìn)入靜置爐；2)在75(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和鋁鈦硼絲細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，主要是為了改善鋁帶的顯微組織及第二相粒子的分布形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而提高鋁合金帶材的表面質(zhì)量；然后澆注成熱軋錠坯，為保證澆注的質(zhì)量和效率，鑄造溫度為725。C，鑄造速度為50mm/min;3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為520°C，保溫時間為2小時；出爐后將錠坯熱軋成5.5mm厚的帶材；為了保證熱軋過程的表面質(zhì)量、效率和內(nèi)在組織，終軋溫度控制在290°C，熱軋乳液濃度控制在3.5%，PH值控制在7.3;4)為了減小由于熱軋終軋溫度、熱軋速度、冷卻量及坯料冷卻速度不同造成的坯料性能差異，消除晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析，改善鋁基體的塑性，適當(dāng)降低抗拉強(qiáng)度，提高加工性能，從而減小冷軋軋制力，有利于控制板形，使冷軋軋制過程更穩(wěn)定。將5.5mm厚的帶材放在溫度為34(TC的退火爐中，帶材到溫2小時后取出，冷卻至常溫；5)在冷軋機(jī)上將5.5mm厚的帶材軋成1.Omm的帶材，為了保證鋁帶的表面質(zhì)量，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.30iim;6)為了使帶材板型符合規(guī)定要求，將1.Omm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在O.35%;7)為清除鋁帶表面的油污，潤濕張力>32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求，將1.Omm厚的帶材放在清洗機(jī)上進(jìn)行清洗；8)將經(jīng)過清洗處理過的1.Omm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得本發(fā)明的造幣用鋁合金帶材。實施例4材料的化學(xué)成份配比是<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>造幣用鋁合金帶材的制作方法是1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑按上述成份計算并備好材料后，加入到熔煉爐中，在78(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉、除渣、攪拌后進(jìn)入靜置爐；2)在73(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和鋁鈦硼絲細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，主要是為了改善鋁帶的顯微組織及第二相粒子的分布形態(tài)和結(jié)構(gòu)，從而提高鋁合金帶材的表面質(zhì)量；然后澆注成熱軋錠坯，為保證澆注的質(zhì)量和效率，鑄造溫度為695。C，鑄造速度為35mm/min;3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為48(TC，保溫時間為2.5小時；出爐后將錠坯熱軋成6.5mm厚的帶材；為了保證熱軋過程的表面質(zhì)量、效率和內(nèi)在組織，終軋溫度控制在280°C，熱軋乳液濃度控制在4.2%，ra值控制在7.8;4)為了減小由于熱軋終軋溫度、熱軋速度、冷卻量及坯料冷卻速度不同造成的坯料性能差異，消除晶內(nèi)偏析、區(qū)域偏析，改善鋁基體的塑性，適當(dāng)降低抗拉強(qiáng)度，提高加工性能，從而減小冷軋軋制力，有利于控制板形，使冷軋軋制過程更穩(wěn)定。將6.5mm厚的帶材放在溫度為29(TC的退火爐中，帶材到溫3.5小時后取出，冷卻至常溫；5)在冷軋機(jī)上將6.5mm厚的帶材軋成1.2mm的帶材，為了保證鋁帶的表面質(zhì)量，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.36iim;6)為了使帶材板型符合規(guī)定要求，將1.2mm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在O.25%;7)為清除鋁帶表面的油污，潤濕張力>32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求，將1.2mm厚的帶材放在清洗機(jī)上進(jìn)行清洗；8)將經(jīng)過清洗處理過的1.2mm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得本發(fā)明的造幣用鋁合金帶材。上述實施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種造幣用鋁合金帶材，其特征在于它的組份和重量配比是鐵0.25-0.35％、硅0.05-0.20％、銅0.01-0.09％、錳0.25-0.50％、鎂1.20-2.00％、鈦0.010-0.030％，其余為鋁。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造幣用鋁合金帶材的制造方法，其特征在于包括以下步驟1)將按上述重量配比備好的各原料純鋁錠、鋁鐵中間合金錠、鋁硅中間合金錠、鋁銅中間合金錠、鋁錳中間合金錠、鎂錠或鐵劑、硅劑、銅劑、錳劑加入到熔煉爐中，在720-78(TC的溫度下進(jìn)行熔化、精煉，除渣、攪拌后將形成的鋁液放入靜置爐；2)在690-75(TC的溫度下，啟用爐外精煉裝置和細(xì)化劑添加裝置，在鋁液中加入上述比例的鈦元素，然后澆注成熱軋錠坯；3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，加熱溫度為480-52(TC，保溫時間為2-4小時；出爐后將錠坯熱軋成5.5-6.5mm厚的帶材；4)將5.5-6.5mm厚的帶材放在退火爐中進(jìn)行中間退火，退火溫度為290-340°C，帶材到溫保持2-4小時后取出，冷卻至常溫；5)在冷軋機(jī)上將5.5-6.5mm厚的帶材軋制成0.9_1.2mm厚的帶材；6)將0.9-1.2mm厚的帶材放在拉彎矯直機(jī)上進(jìn)行拉彎矯直，延伸率控制在0.25-0.35%，使其板型符合規(guī)定要求；7)在清洗機(jī)上將O.9-1.2mm厚的帶材進(jìn)行清洗，清除鋁帶表面的油污，潤濕張力^32達(dá)因，使其表面質(zhì)量符合要求；8)分條將經(jīng)過清洗處理過的0.9-1.2mm的鋁帶材剪切分條成所需規(guī)格，制得造幣用鋁合金帶材。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造幣用鋁合金帶材的制造方法，其特征在于在步驟2)的澆注過程中，鑄造溫度為680725t:，鑄造速度為35-60mm/min。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造幣用鋁合金帶材的制造方法，其特征在于在步驟2)中使用的細(xì)化劑為鋁鈦硼。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造幣用鋁合金帶材的制造方法，其特征在于在步驟3)的熱軋過程中，終軋溫度控制在260-300°C，熱軋乳液濃度控制在3.5-4.5%，ffl值控制在7.3-8.3。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造幣用鋁合金帶材的制造方法，其特征在于在步驟5)的冷軋過程中，將精軋時的工作輥粗糙度設(shè)定為Ra:0.30-0.40iim。全文摘要本發(fā)明公開了一種造幣用鋁合金帶材及其制造方法，所述帶材包含鐵、硅、銅、錳、鎂、鈦和鋁組份；其制造方法包括1)熔化、精煉，除渣、攪拌后的鋁液放入靜置爐；2)啟用爐外精煉裝置和細(xì)化劑添加裝置，加入鈦元素，澆注成熱軋錠坯；3)錠坯經(jīng)鋸頭、銑面后進(jìn)入加熱爐進(jìn)行加熱，出爐后軋成帶材；4)將帶材放在退火爐中進(jìn)行中間退火；5)冷軋帶材；6)將帶材拉彎矯直；7)對帶材進(jìn)行清洗；8)分條等步驟；本發(fā)明通過對鐵、硅、鎂、錳、鈦等合金元素調(diào)整，顯著提高其硬度，增加耐磨性；通過熔鑄工序控制合金成分、組織，然后通過優(yōu)化的熱軋、中間退火、冷軋、拉矯及清洗工藝，其表面硬度為80～90HV，表面質(zhì)量好、保持晶粒組織均勻、板形平整。文檔編號C22C21/08GK101709416SQ20091023277公開日2010年5月19日申請日期2009年11月30日優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日發(fā)明者何獻(xiàn)忠,吳永新,張平,張建軍,張敏達(dá),彭曉彤,章建華申請人:江蘇常鋁鋁業(yè)股份有限公司