本發(fā)明涉及鋁合金材料的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種鋁合金板材的制備方法，尤其涉及控制厚度為2.0-12.0mm的5754H111狀態(tài)鋁合金板材的力學(xué)性能和電導(dǎo)率。

背景技術(shù)：

在鋁合金材料中，5754是常用的一種鋁合金材料。目前，厚度為2.0~12.0mm的5754H111狀態(tài)的鋁合金板/卷材常規(guī)的生產(chǎn)工藝流程為：將經(jīng)過均勻化退火的鑄錠通過熱軋機(jī)熱軋至厚度為2.5mm~12.5mm的板/卷材（薄板再通過冷軋機(jī)加工為冷軋卷材），預(yù)留0.1-5%的冷變形率，將板/卷材進(jìn)行完全再結(jié)晶（或部分再結(jié)晶）退火至O狀態(tài)或H2x狀態(tài)，最后通過冷變形至成品。

但這種工藝生產(chǎn)的5754H111狀態(tài)板材，其缺點(diǎn)是工藝流程長、電導(dǎo)率不穩(wěn)定，卷材不同部位的力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率）不均勻，力學(xué)性能數(shù)值散差性非常大，其中，電導(dǎo)率33~37%IACS、屈服強(qiáng)度數(shù)值散差性可達(dá)30~80MPa、抗拉強(qiáng)度數(shù)值散差性可達(dá)20~40MPa、延伸率數(shù)值散差性可達(dá)5~10%。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的鋁合金板材的制備方法，通過對于鋁合金板的制作處理工藝的改進(jìn)，使得工藝流程縮短，板材的力學(xué)性能具有突出的顯著進(jìn)步，它可克服現(xiàn)有技術(shù)中板材工藝流程長、電導(dǎo)率不穩(wěn)定和力學(xué)性能不均勻的一些不足。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種鋁合金板材的制備方法，其特征在于：所述的處理方法包括如下步驟：a、熔煉、半連續(xù)鑄造鑄錠，所述的鑄錠中含有的如下成分：Al、Si、Fe、Cu、Mn或Cr、Mg和Ti；b、將鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；c、銑面：將鑄錠上、下面以及側(cè)面分別進(jìn)行銑面；d、加熱：將經(jīng)過銑面后的鑄錠進(jìn)行加熱處理；e、熱軋：將加熱后的的鑄錠，經(jīng)過熱軋機(jī)軋制成厚度為2.0~12.0mm的鋁卷；f、將鋁卷鋸切為成品板材規(guī)格；g、檢驗：檢驗鋁合金板材的電導(dǎo)率及力學(xué)性能檢測，檢驗后，合格產(chǎn)品入庫。

優(yōu)選的，a步驟中，鑄錠的各成分百分比含量如下：0~0.15%的Si、0~0.25%的Fe、0~0.03%的Cu、0.2~0.5%的Mn或0.2~0.5%的Cr、2.6~2.9%的Mg和0.005~0.02%的Ti，余量為Al ；b步驟中，鑄錠頭尾鋸切，頭部鋸切長度為50~200mm，尾部鋸切長度為100~300mm。

優(yōu)選的，c步驟中，鑄錠上、下面的銑面量為5~30mm/面，側(cè)面銑面量為4~25mm/面；d步驟中，加熱溫度450~550℃，保溫時間1.5~48h。

優(yōu)選的，e步驟中，熱軋溫度300~370℃，熱軋制成的鋁卷單邊切邊量為20~120mm。

使用時，首先制作一種特殊成分比例的鑄錠，其中成分主要是Al，同時添加了Si、Fe、Cu、Mn或Cr、Mg和Ti ，上述各成分精密配比，達(dá)到最佳效果，然后將加工后的鑄錠進(jìn)行鋸切、銑面和加熱，最終通過熱軋機(jī)將鑄錠軋制成鋁卷，所述的鋁卷高電導(dǎo)率且性能均勻，經(jīng)過處理后的鋁卷，其表面任意位置在環(huán)境溫度20℃時檢測的電導(dǎo)率≥36%IACS、其不同部位的屈服強(qiáng)度數(shù)值散差性控制在0~10MPa、抗拉強(qiáng)度數(shù)值散差性可達(dá)0~5MPa、延伸率數(shù)值散差性可達(dá)0~2.5%。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

本發(fā)明所述的一種鋁合金板材的制備方法，描述了如下技術(shù)特征：所述的處理方法包括如下步驟：a、熔煉、半連續(xù)鑄造鑄錠，所述的鑄錠中含有的如下成分：Al、Si、Fe、Cu、Mn或Cr、Mg和Ti；b、將鑄錠進(jìn)行頭尾鋸切；c、銑面：將鑄錠上、下面以及側(cè)面分別進(jìn)行銑面；d、加熱：將經(jīng)過銑面后的鑄錠進(jìn)行加熱處理；e、熱軋：將加熱后的的鑄錠，經(jīng)過熱軋機(jī)軋制成厚度為2.0~12.0mm的鋁卷；f、將鋁卷鋸切為成品板材規(guī)格；g、檢驗：檢驗鋁合金板材的電導(dǎo)率及力學(xué)性能檢測，檢驗后，合格產(chǎn)品入庫。

可選的，a步驟中，鑄錠的各成分百分比含量如下：0~0.15%的Si、0~0.25%的Fe、0~0.03%的Cu、0.2~0.5%的Mn或0.2~0.5%的Cr、2.6~2.9%的Mg和0.005~0.02%的Ti，余量為Al ，這里是一個基礎(chǔ)的配比，這種配比不僅增加了材料的性能，也降低了制作工藝的步驟和要求，通過制成鑄錠的結(jié)構(gòu)，方便了后續(xù)工藝的進(jìn)行，同時b步驟中，鑄錠頭尾鋸切，頭部鋸切長度為50~200mm，尾部鋸切長度為100~300mm，為后續(xù)的銑面、加熱和軋制做進(jìn)一步準(zhǔn)備。

本發(fā)明采用成品厚度規(guī)格的鋁卷經(jīng)熱軋終軋溫度控制及利用熱軋機(jī)械形變熱處理直接至“H111”狀態(tài)，采用這種方法對材料進(jìn)行性能控制，其表面任意位置在20℃時檢測的電導(dǎo)率≥36%IACS、屈服強(qiáng)度數(shù)值散差性控制在0~10MPa、抗拉強(qiáng)度數(shù)值散差性控制在0~5MPa、延伸率數(shù)值散差性控制在0~2.5%，與目前常規(guī)采用“對預(yù)留冷變形量的鋁卷進(jìn)行再結(jié)晶（或部分再結(jié)晶）退火后，再通過冷變形使材料達(dá)到H111狀態(tài)”的工藝相比，具有電導(dǎo)率高、工藝流程縮短、力學(xué)性能數(shù)值散差性小，力學(xué)性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備的高電導(dǎo)率、高強(qiáng)度鋁板/卷主要用于安全性要求極高的核電、電力高壓開關(guān)柜、電子屏蔽等領(lǐng)域。

在一個實施例中，首先制作鑄錠，鑄錠的各成分百分比含量如下：0.03~0.12%的Si、0.02~0.20%的Fe、0.005~0.02%的Cu、0.3~0.4%的Mn或0.3~0.5%的Cr、2.6~2.8%的Mg和0.005~0.015%的Ti，余量為Al，其中Mn和Cr可以選取其一。制成的鑄錠頭尾鋸切，頭部鋸切長度為120mm，尾部鋸切長度為150mm，然后接著銑面，鑄錠上、下面的銑面量為15mm/面，側(cè)面銑面量為8mm/面，接著對鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度500℃，保溫時間20h。對鑄錠進(jìn)行熱軋?zhí)幚?，熱軋溫?00~370℃，終軋溫度330~350℃，熱軋制成的鋁卷單邊切邊量為20~120mm。最終得到高電導(dǎo)率且性能均勻的鋁卷，使經(jīng)過處理后的鋁卷，其表面任意位置在環(huán)境溫度20℃時檢測的電導(dǎo)率≥36%IACS、其不同部位的屈服強(qiáng)度數(shù)值散差性控制在0~10MPa、抗拉強(qiáng)度數(shù)值散差性可達(dá)0~5MPa、延伸率數(shù)值散差性可達(dá)0~2.5%。

在一個實施例中，（1）熔鑄，鑄錠化學(xué)成分重量百分比：Si≤0.15%、Fe≤0.25%、Cu≤0.03%、Mn：0.2~0.5%或Cr：0.2~0.5%、Mg：2.6~2.9%、Ti：0.005~0.02%，余量為Al；（2）鋸切：鑄錠頭尾鋸切；（3）銑面：鑄錠大面銑面量為5~30mm/面、側(cè)面銑面量為4~25mm/面；（4）加熱：將經(jīng)過銑面后的鑄錠進(jìn)行加熱，加熱溫度450~550℃，保溫時間1.5~48h；（5）熱軋：將加熱后的的鑄錠，經(jīng)過熱軋機(jī)軋制11~31個道次，軋制成厚度為2.0~12.0mm的鋁卷，終軋溫度300~370℃，單邊切邊量20~120mm；（6）熱軋機(jī)采用板式法生產(chǎn)時，在熱軋機(jī)卸板后經(jīng)鋸切定尺為成品板材規(guī)格；（7）檢驗：電導(dǎo)率及力學(xué)性能檢測。

其中，熱軋卷式法生產(chǎn)時，可采用熱軋卷材切邊，單邊切邊量20~120mm；

其中，橫剪切板時，將卷材切為成品規(guī)格要求的板材；

其中，熱軋機(jī)卸板和卷式開平的板材，均可用板材鋸切機(jī)進(jìn)行精確定尺鋸切；

其中，力學(xué)性能檢測時，在萬能力學(xué)試驗機(jī)上按照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB／T 228.1-2010金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》進(jìn)行力學(xué)性能檢測。

在一個實施例中，鑄錠的各成分百分比含量如下：0.011%的Si、0.18%的Fe、0.15%的Cu、0.3%的Mn或0.4%的Cr、2.7%的Mg和0.012%的Ti，余量為Al。所述的鑄錠厚度為620mm，寬度為1340-1400mm，長度為5000mm。然后對鑄錠頭尾鋸切，頭部鋸切長度為130mm，尾部鋸切長度為180mm。接著對鑄錠上、下面進(jìn)行銑面，銑面量為5~30mm/面，側(cè)面銑面量為4~25mm/面；熱軋過程中，鑄錠通過熱軋機(jī)進(jìn)行11~31個道次的軋制，軋制速度為60~300m/min，最終形成厚度為10mm的鋁卷。其中，熱軋溫度300~370℃，終軋溫度330~350℃，熱軋制成的鋁卷單邊切邊量為20~120mm。熱軋后形成的鋁卷厚度為10mm，寬度為1340-1400mm，然后通過橫剪切板將鋁卷開平切成寬度為1300mm的成品板材。

在一個具體的實施例中，以鑄錠厚度為620mm，寬度尺寸為1340~1400mm，長度為5000mm、成品規(guī)格厚度為10mm，寬度為1300mm的卷材的5754H111狀態(tài)板材生產(chǎn)為例，說明本發(fā)明的一種穩(wěn)定控制5754H111狀態(tài)鋁合金板材力學(xué)性能的處理方法，包括如下步驟：

（1）熔煉、半連續(xù)鑄造，鑄錠化學(xué)成分重量百分比：Si≤0.15%、Fe≤0.25%、Cu≤0.03%、Mn：0.2~0.5%或Cr：0.2~0.5%、Mg：2.6~2.9%、Ti：0.005~0.02%，余量為Al；

（2）鋸切：鑄錠頭尾鋸切，頭部可鋸切長度50~200mm，尾部可鋸切長度100~300mm；

（3）銑面：鑄錠大面銑面量為5~20mm/面；側(cè)面可銑面，銑面量為2~8mm/面；

（4）加熱：將經(jīng)過銑面后的鑄錠進(jìn)行加熱，金屬加熱溫度450~520±10℃，保溫時間1.5~48h；

（5）熱軋成卷材：將經(jīng)過加熱后的規(guī)格為620（厚度）mm*1340~1400（寬度）mm*5000（長度）mm的鑄錠通過“單機(jī)架”、“1+1”、“1+n”式熱軋機(jī)進(jìn)行，熱軋至規(guī)格為10（厚度）mm*1340~1400（寬度）mm的卷材（可切邊至1300mm），軋制速度60~300m/min，終軋溫度300~370℃；

（6）橫剪切板：將10（厚度）*1300~1400（寬度）mm的卷材，開平切成10mm（厚度）*1300mm（寬度）*成品長度的板材；

（7）固態(tài)電導(dǎo)率檢測：采用手持式數(shù)字電導(dǎo)率儀對室溫下卷材表面進(jìn)行電導(dǎo)率檢測，測量前用標(biāo)準(zhǔn)塊對手持式數(shù)字電導(dǎo)率儀進(jìn)行校準(zhǔn)，測量結(jié)果為＞36% IACS

（8）力學(xué)性能檢測：在萬能力學(xué)試驗機(jī)上按照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB／T 228.1-2010金屬材料 拉伸試驗 第1部分：室溫試驗方法》進(jìn)行力學(xué)性能檢測。檢測結(jié)果為：屈服強(qiáng)度為90~105MPa、抗拉強(qiáng)度為195~210MPa、延伸率為32~35%。

由檢測結(jié)果可知，采用本發(fā)明生產(chǎn)的5754H111狀態(tài)鋁合金板材，工藝流程短，其電導(dǎo)率＞36% IACS，力學(xué)性能的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于常規(guī)生產(chǎn)工藝流程得到的板材力學(xué)性能結(jié)果。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實施只局限于上述這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。