一种铝合金板材的退火方法.pdf

本发明提供了一种铝合金板材的退火方法，包括以下步骤，首先将均匀化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金；然后将中间铝合金进行气垫炉退火后，得到铝合金板材。本发明的退火方法采用气垫炉退火工艺，结合铸锭均匀化热处理的温度和轧制的配合，使合金的内部组织得到改善，消除铝合金铸锭组织及成分不均匀的现象，控制不同状态合金的力学性能。

权利要求书
1.  一种铝合金板材的退火方法，其特征在于，包括以下步骤，
A)将均匀化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金；
B)将中间铝合金进行气垫炉退火后，得到铝合金板材。

2.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述铝合金板材的厚 度为0.8～6.0mm。

3.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述铝合金板材的宽 度小于等于2400mm。

4.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火的温 度为220℃～410℃。

5.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火的速 度为2～40米/分钟。

6.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火的炉 顶风机转速为550～750rpm/min；所述气垫炉退火的炉底风机转速为600～850 rpm/min。

7.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火的恒 温区为3～5个。

8.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火的冷 却方式为自然冷却。

9.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述气垫炉退火后的 温度为20～30℃。

10.  根据权利要求1所述的退火方法，其特征在于，所述铝合金板材为 1xxx系、3xxx系或5xxx系铝合金板材。

说明书一种铝合金板材的退火方法
技术领域
本发明属于金属材料技术领域，尤其涉及一种铝合金板材的退火方法。
背景技术
铝合金是一种以铝为基的合金，主要合金元素有铜、硅、镁、锌和锰。 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料。目前，铝合金是铝合 金型材中较为主要的一种，其生产方法是通过铝合金或者直接冷铸成锭块， 或者连续浇铸成厚带材，接着热轧成预定厚度，再用一道单独的工序将带材 冷轧至最终厚度后，进行热处理工艺，以提高铝合金的力学性能，耐腐蚀性 能，并改善其加工性能，获得尺寸的稳定性。
铝合金的热处理工艺可分为退火处理、固溶淬火处理、时效处理和冷热 循环处理。退火过程中固溶体发生分解，第二相质点发生聚集，可以消除铸 件的内应力，稳定铸件尺寸，减少变形，增大铸件的塑性。固溶淬火热处理 指将合金加热到高温单相区恒温保持，使得在热轧和冷轧过程中，从母体合 金中沉淀出来的所有可溶性合金成分溶解成固溶体，快速冷却以得到过饱和 固溶体的热处理工艺，可提高合金的强度和塑性，改善合金的耐腐蚀性能。 时效处理进行着过饱和固溶体分解的自发过程，从而使合金基体的点阵恢复 到比较稳定的状态。冷热循环处理可引起固溶体点阵收缩和膨胀，使各相的 晶格发生了少许位移,使第二相质点处于更加稳定的状态，从而提高合金尺 寸的稳定性，适于精密零件的制造。
随着经济的快速发展，铝合金在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及 化学工业中已大量应用，尤其是近些年，伴随着全球经济一体化，各行业快 速发展，基于国内、国际铝合金市场需求，下游厂家对其需求量和质量要求 一直在逐步提升，尤其是针对各行业的多功能多用途的1xxx系、3xxx系和 5xxx系材料的需求。
作为铝合金的热处理工艺中重要的一环--退火处理，采用箱式炉进行退火 处理，一直是行业内的通用做法，但是随着市场对热处理制度要求的日渐严 格，箱式炉退火时间较长，生产效率较低，容易产生退火油斑等表面缺陷， 且不能用于成品卷生产。
因此，为顺应行业内的需求，尤其针对多功能多用途的1xxx系、3xxx系 和5xxx系铝合金板材的退火的需求，寻找一种更优异的退火工艺来满足客户 需求是铝合金生产厂商亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种铝合金板材的退火方 法，尤其是针对多功能多用途的1xxx系、3xxx系和5xxx系铝合金板材退火 方法，本方法制备的铝合金板材满足美国宇航局制定的AMS标准中对航空用 铝合金板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880标准的要求。
本发明提供了一种铝合金板材的退火方法，其特征在于，包括以下步骤，
A)将均匀化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金；
B)将中间铝合金进行气垫炉退火后，得到铝合金板材。
优选的，所述铝合金板材的厚度为0.8～6.0mm。
优选的，所述铝合金板材的宽度小于等于2400mm。
优选的，所述气垫炉退火的温度为220℃～410℃。
优选的，所述气垫炉退火的速度为2～40米/分钟。
优选的，所述气垫炉退火的炉顶风机转速为550～750rpm/min；所述气垫 炉退火的炉底风机转速为600～850rpm/min。
优选的，所述气垫炉退火的恒温区为3～5个。
优选的，所述气垫炉退火的冷却方式为自然冷却。
优选的，所述气垫炉退火后的温度为20～30℃。
优选的，所述铝合金板材为1xxx系、3xxx系或5xxx系铝合金板材。
本发明提供了一种铝合金板材的退火方法，包括以下步骤，首先将均匀 化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金；然后将中间铝合金进 行气垫炉退火后，得到铝合金板材。与现有技术相比，本发明的退火方法采 用气垫炉退火工艺，结合铸锭均匀化热处理的温度和轧制的配合，使合金的 内部组织得到改善，消除铝合金铸锭组织及成分不均匀的现象，控制不同状 态合金的力学性能。本发明提供的铝合金板材的淬火方法，尤其适用于1xxx、 3xxx和5xxx系铝合金板材的制备，该方法制备的铝合金板材具有良好的产品 表面质量和良好的力学性能，能够能用于成品卷生产。实验结果表明，本发 明制备的铝合金板材，满足美国宇航局制定的AMS标准中对航空用铝合金板 材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880标准的要求。而且退火时间 短，生产效率高，避免了产生退火油斑的表面缺陷，同时也能用于成品卷生 产
具体实施方式
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
本发明提供了一种铝合金板材的退火方法，其特征在于，包括以下步骤，
A)将均匀化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金；
B)将中间铝合金进行气垫炉退火后，得到铝合金板材。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领 域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
本发明所有原料，对其纯度没有特别限制，本发明优选采用分析纯。
本发明首先将均匀化热处理的铝合金铸锭经过轧制后，得到中间铝合金； 本发明对所述均匀化热处理的温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的 均匀化热处理的温度即可，本发明对所述均匀化热处理的温度优选为450℃ ～520℃，更优选为480℃～500℃；本发明对所述均匀化热处理的时间没有特别 限制，以本领域技术人员熟知的均匀化热处理的时间即可，本发明对所述均 匀化热处理的时间优选为15～20小时，更优选为17～18小时；本发明对所述 均匀化热处理的其他条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的均匀化热 处理的条件即可；本发明对所述均匀化热处理的设备没有特别限制，以本领 域技术人员熟知的均匀化热处理的设备即可；本发明对所述铝合金铸锭没有 其他特别限制，以本领域技术人员熟知的用于制备1系、3系或5系的铝合金 的铸锭即可；本发明对所述均匀化处理的方式没有特别限制，以本领域技术 人员熟知的均匀化处理方式即可；本发明所述均匀化处理的设备没有特别限 制，以本领域技术人员熟知的均匀化处理设备即可；本发明对所述轧制的方 式没有特别限制，以本领域技术人员熟知的轧制方式即可，本发明优选为热 轧和/或冷轧，更优选为热轧或冷轧；本发明为保证均匀化处理的稳定性，优 选采用经过铣面的铝合金铸锭；本发明对所述铣面的方式和设备没有特别限 制，以本领域技术人员熟知的铝合金铸锭铣面的方式和设备。
本发明采用均匀化热处理，作为合金进行变形前的重要过程，可以明显 改善铸态合金中的元素偏析现象，消除共晶组织，减少合金在变形过程中的 应力集中点，提高合金的力学能力，同时搭配轧制，为强化相在随后的退火 过程中做准备。
本发明将中间铝合金进行气垫炉退火后，得到铝合金板材；所述气垫炉 退火的温度优选为220℃～410℃，更优选为260℃～380℃，更优选为300℃～370 ℃，最优选为330℃～360℃；所述气垫炉退火的速度优选为2～40米/分钟，更 优选为5～35米/分钟，更优选为10～30米/分钟，最优选为15～25米/分钟；本 发明所述气垫炉，优选还包括气垫炉风机，所述气垫炉退火的炉顶风机转速 优选为550～750rpm/min，更优选为600～700rpm/min，最优选为630～680 rpm/min；所述气垫炉退火的炉底风机转速优选为600～850rpm/min，更优选 为650～800rpm/min，最优选为700～750rpm/min；本发明对所述气垫炉恒温 区的个数没有特别限制，以本领域技术人员熟知的气垫炉恒温区个数即可， 本发明优选为3～5个恒温区；本发明对所述单个恒温区的温度没有特别限制， 以气垫炉退火的温度范围为上下线，根据铝合金板材的材质、厚度以及退火 的速度调整即可；本发明对所述每个恒温区的温度是否相同没有特别限制， 以铝合金板材的材质、厚度以及退火的速度调整即可；为保证退火的效果， 本发明优选每个恒温区均配置有循环热风系统，所述循环热风系统包括炉顶 风机和炉底风机；本发明对所述退火的冷却方式没有特别限制，以本领域技 术人员熟知的退火冷却方式即可，本发明优选为自然冷却；本发明对所述退 火后的温度没有特别限制，以本领域技术人员熟知的淬火后温度即可，本发 明优选为20～30℃。
本发明所述铝合金板材的厚度优选为0.8～6.0mm，更优选为1.5～5.0mm， 更优选为2.0～4.5mm，最优选为3.0～4.0mm；所述铝合金板材的的宽度优选小 于等于2400mm，更优选小于等于2000mm，最优选小于等于1500mm。
本发明为提高成品铝合金的外观以及等级要求，优选将上述步骤得到的2 系铝合金再经过剪切、矫直以及锯切后，得到成品铝合金板材；本发明对上 述工艺过程以及参数控制条件没有特别限制，以本领域技术人员熟知的工艺 过程以及参数控制条件即可，也可以根据实际生产情况自行设置。
本发明采用特定温度和速度下的气垫炉退火处理，以及具体的控制参数， 退火时间短，生产效率高，避免了产生退火油斑的表面缺陷，而且能用于成 品卷生产，同时合金的内部组织得到改善，保持了合金的力学性能，
本发明将上述方法制备的铝合金板材进行性能检测，实验结果表明，本 发明制备的铝合金板材，满足美国宇航局制定的AMS标准中对航空用铝合金 板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880标准的要求。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种铝合金的 生产方法进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂及铝合金铸锭均为市售。
实施例1
1.1将铝合金毛坯铸锭经过铣面后，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭加热 到均热温度为450℃的条件下进行均匀化热处理，15小时后得到均匀化热处 理后的铝合金铸锭。
1.2将1.1中得到的均匀化热处理后的铝合金铸锭在300℃的温度下进行 轧制，然后将轧制后的铝合金铸锭送入气垫炉中，进行退火后，得以铝合金 板材。参见表1，表1为实施例1气垫炉退火的工艺参数。
表1 实施例1气垫炉退火的工艺参数

1.3将1.2中得到的1系铝合金经过剪切、矫直以及锯切后，得到成品1 系铝合金板材。
根据国标和行标，对上述步骤得到的1系铝合金板材进行测试，实验结 果表明，本发明制备的铝合金板材，满足美国宇航局制定的AMS标准中对航 空用铝合金板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880标准的要求。 产品实测性能参照美标ASTM B209中的要求。
实施例2
1.1将铝合金毛坯铸锭经过铣面后，得到铝合金铸锭，将铝合金铸锭加热 到均热温度为520℃的条件下进行均匀化热处理，20小时后得到均匀化热处 理后的铝合金铸锭。
1.2将1.1中得到的均匀化热处理后的铝合金铸锭在320℃的温度下进行 轧制，然后将轧制后的铝合金铸锭送入气垫炉中，进行退火后，得到6系铝 合金板材。参见表2，表2为实施例2气垫炉退火的工艺参数。
表2 实施例2气垫炉退火的工艺参数

1.3将1.2中得到的5系铝合金经过剪切、矫直以及锯切后，得到成品5 系铝合金板材。
根据国标和行标，对上述步骤得到的5系铝合金板材进行测试，实验结 果表明，本发明制备的铝合金板材，满足美国宇航局制定的AMS标准中对航 空用铝合金板材的要求，以及ASTM B209、EN485、GB/T3880标准的要求。 产品实测性能参照美标ASTM B209中的要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。