一种船用5083铝合金板材的加工工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种船用5083铝合金板材的加工工艺，包括以下步骤：将5083铝合金铸锭依次经过铣面、加热、热粗轧、热精轧、预先退火、第一冷轧、中间退火、第二冷却、剪切矫直，稳定化热处理、锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。本发明通过两次冷轧中设置退火，并且最后进行了稳定化热处理操作，可以增加铝合金板材的力学性能以及抗腐蚀能力。
【专利说明】一种船用5083铝合金板材的加工工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料【技术领域】，具体涉及一种船用5083铝合金板材的加工工艺。
【背景技术】
[0002] 美国船级社（ABS，全称：American Bureau of Shipping)成立于1862年，属非政 府组织，主要致力于为公共利益和客户需求服务，通过开发和验证海洋相关设施的设计、建 造和操作标准，保护人命、财产和自然环境的安全。而进入美国的船舶，就需要做ABS认证。 因此，为了外贸和销售的需求，扩大船用产品的订单，船用铝合金板材需要满足ABS船级社 的规范，获得ABS的认证。
[0003] 5083合金在不可热处理合金中强度良好，可切削性良好。5083合金广泛用于海事 用途如船舶，以及汽车、飞机焊接件、地铁轻轨，需严格防火的压力容器、制冷装置、电视塔、 钻探设备、交通运输设备、导弹零件、装甲等领域。因此，5083合金是船用铝合金板材主要采 用的错合金板材，5083合金是错-镁合金，该合金中：Si(娃）的质量含量不大于0.40%、 Fe(铁）的质量含量不大于0.40%、Cu(铜）的质量含量不大于0.10%、Mn(猛）的质量含 量在0.40-1.0%之间、Cr(铬）的质量含量在0.05-0. 25%之间、Ti(钛）的质量含量小于 0· 15%、Mg(镁）的质量含量在4. 0-4. 9%之间、Zn(锌）的质量含量不大于0.25%、A1 (铝） 为余量。但是，目前工业上制备小于IOmm厚度的H321状态下的5083铝合金板材的生产工 艺主要是依靠冷变形提高铝合金板材的力学性能强度，然后通过热处理，使强度达到标准 要求。但是，目前的生产方法并不能提高铝合金板材的抗腐蚀性能，因此，无法满足符合ABS 船用铝合金板材生产认可要求。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种船用5083铝合金板材的加工 工艺，采用本发明的加工工艺制备得到的铝合金板材在H321状态下具有良好的力学性能 及抗腐蚀性能。
[0005] 本发明提供了一种船用5083铝合金板材的加工工艺，包括以下步骤：
[0006] 将5083铝合金铸锭依次经过铣面、加热、热粗轧、热精轧、预先退火、第一冷轧、中 间退火、第二冷却、剪切矫直，稳定化热处理和锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
[0007] 优选的，所述加热温度为450?500°C。
[0008] 优选的，所述热粗轧为大变形量轧制工艺。
[0009] 优选的，经过所述热精轧后的板材与所述船用5083铝合金板材的厚度比为 (1. 5 ?5) :1。
[0010] 优选的，所述预先退火的温度为300?400°C。
[0011] 优选的，经过所述第一冷轧的板材的变形量为40%?75%。
[0012] 优选的，所述中间退火的温度为300?400°C。
[0013] 优选的，经过所述第二冷轧的板材的变形量为5%?8%。
[0014] 优选的，所述稳定化处理的温度为70?90°C
[0015] 优选的，所述稳定化处理的时间为3?5h。
[0016] 与现有技术相比，本发明提供了一种船用5083铝合金板材的加工工艺，包括以下 步骤：将5083铝合金铸锭依次经过铣面、加热、热粗轧、热精轧、预先退火、第一冷轧、中间 退火、第二冷却、剪切矫直，稳定化热处理和锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。本发明 通过两次冷轧中设置退火，并且最后进行了稳定化热处理操作，可以增加铝合金板材的力 学性能以及抗腐蚀能力。
[0017] 结果表明，本发明制备得到的5083铝合金板材在H321状态下的屈服强度 > 200MPa，抗拉强度> 305MPa，断后伸长率> 10%，剥落腐蚀优于PB级，晶间腐蚀质量损失 < 14mg/cm3。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供了一种船用5083铝合金板材的加工工艺，包括以下步骤：
[0019] 将5083铝合金铸锭依次经过铣面、加热、热粗轧、热精轧、预先退火、第一冷轧、中 间退火、第二冷却、剪切矫直、稳定化热处理和锯切定尺，得到船用5083铝合金板材，所述 稳定化处理的温度为80?95°C。
[0020] 本发明首先将5083铝合金铸锭铣面。所述5083铝合金中Si (硅）的质量含量 不大于〇· 40%、Fe(铁）的质量含量不大于0· 40%、Cu(铜）的质量含量不大于0· 10%、 Mn(锰）的质量含量在0.40-1.0%之间、Cr(铬）的质量含量在0.05-0. 25%之间、Ti (钛） 的质量含量小于〇.15%、Mg(镁）的质量含量在4. 0-4. 9%之间、Zn (锌）的质量含量不大 于0·25%、Α1(铝）为余量。
[0021] 本发明对所述铣面的方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的铣面方法即 可，在本发明中，优选按照如下方法进行铣面：
[0022] 采用铣床对铸锭进行铣面，大面的铣销量为17?25mm，优选为21?23mm，小面的 铣削量为10?15mm，大面铣后的粗糙度Ra < 3 μ m，小面铣后粗糙度Ra < 6 μ m。
[0023] 将铣面后的铸锭进行加热，所述加热的温度为450?500°C，优选为470?490°C， 所述加热的时间为10?15h，优选为12?13h。
[0024] 将经过加热后的铸锭进行热粗轧和热精轧。在本发明中，本发明对所述热粗轧的 方法并没有特殊限制，本领域技术人员公知的轧制方式即可。本发明所述的热粗轧为大变 形量轧制工艺。
[0025] 将经过热粗轧的铸锭进行热精轧，经过所述热精轧后的板材与所述船用5083铝 合金板材的厚度比为（1.5?5) :1。更优选为（2?4) :1。
[0026] 热精轧后，对板材进行预先退火，所述退火的温度为300?400°C，将退火后的板 材进行第一冷轧，经过所述第一冷轧的板材的变形量为40%?75%，优选为55%?65%。 第一冷轧后，将板材进行中间退火，所述中间退火的温度为300?400°C，优选为310? 350°C。所述退火时间为8?12h，优选为8?10h。在本发明中，将经过退火后的板材进行 第二冷轧，经过所述第二冷轧的板材的变形量为5%?10%，优选为6%?8%。
[0027] 第二冷轧结束后，进行剪切矫直，本发明对所述剪切矫直的方法并没有特殊限制， 本领域技术人员公知的剪切矫直即可。
[0028] 本发明将剪切矫直的板材还需进行稳定化热处理，所述稳定化处理的温度为 70?90°C，在本发明的一个实施例中，所述稳定化热处理的温度为80°C。
[0029] 稳定化热处理后，将板材进行锯切定尺、验收和包装，得到船用5083铝合金板材。
[0030] 本发明通过两次冷轧中设置退火，并且最后进行了稳定化热处理操作，可以增加 铝合金板材的力学性能以及抗腐蚀能力。
[0031] 结果表明，本发明制备得到的5083铝合金板材在H321状态下的屈服强度 彡215MPa，抗拉强度彡305MPa，断后伸长率彡8%，剥落腐蚀优于PB级，晶间腐蚀质量损失 < 14mg/cm3。
[0032] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的船用5083铝合金板材 的加工工艺进行说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0033] 实施例1
[0034] 将50mm的5083错合金板材进行统面，将统面后的错合金板材在450摄氏度的条 件下进行加热，将加热后的板材进行热粗轧和热精轧，得到厚度为6. 5mm的铝合金板材，将 所述板材进行退火处理，退火温度为350°C，退火冷却后，进行第一冷轧，经过所述第一冷轧 后的板材的厚度为3. 25mm,之后进行中间退火,退火后,板材进行第二冷乳,第二冷乳后,板 材达到预设厚度3mm。第二冷轧后，将所述板材进行剪切矫直，之后将板材加热至80°C，保 温3h，锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
[0035] 测定所述铝合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蚀性能按照ASTMG66或同 等标准检测其剥落腐蚀敏感性。在板材纵向两个端点的宽度中间各取一个试样，试样的纵 轴线平行于乳制方向，剥落腐蚀试样规格为IOOmmX 50_X试样厚度_，晶间腐蚀试样规 格为50_X6_X试样厚度mm。取样位置见图1中的B位置处，图1为测定板材抗腐蚀性 能的取样示意图。结果见表1，表1为实施例1?4提供的5083铝合金板材的性能参数。
[0036] 实施例2
[0037] 将15mm的5083错合金板材进行统面，将统面后的错合金板材在450摄氏度的条 件下进行加热，将加热后的板材进行热粗轧和热精轧，得到厚度为6mm的铝合金板材，将所 述板材进行退火处理，退火温度为350°C，退火冷却后，进行第一冷轧，经过所述第一冷轧后 的板材的厚度为3. 3mm,之后进行中间退火,退火后,板材进行第二冷乳,第二冷乳后,板材 达到预设厚度3_。第二冷轧后，将所述板材进行剪切矫直，之后将板材加热至80°C，保温 3h，锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
[0038] 测定所述铝合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蚀性能按照ASTMG66或同 等标准检测其剥落腐蚀敏感性。在板材纵向两个端点的宽度中间各取一个试样，试样的纵 轴线平行于乳制方向，剥落腐蚀试样规格为IOOmmX 50_X试样厚度_，晶间腐蚀试样规 格为50_X6_X试样厚度mm。取样位置见图1中的B位置处，图1为测定板材抗腐蚀性 能的取样示意图。结果见表1，表1为实施例1?4提供的5083铝合金板材的性能参数。
[0039] 实施例3
[0040] 将20mm的5083错合金板材进行统面，将统面后的错合金板材在450摄氏度的条 件下进行加热，将加热后的板材进行热粗轧和热精轧，得到厚度为8mm的铝合金板材，将所 述板材进行退火处理，退火温度为350°C，退火冷却后，进行第一冷轧，经过所述第一冷轧后 的板材的厚度为4. 5mm,之后进行中间退火,退火后,板材进行第二冷乳,第二冷乳后,板材 达到预设厚度4_。第二冷轧后，将所述板材进行剪切矫直，之后将板材加热至80°C，保温 3h，锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
[0041] 测定所述铝合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蚀性能按照ASTMG66或同 等标准检测其剥落腐蚀敏感性。在板材纵向两个端点的宽度中间各取一个试样，试样的纵 轴线平行于乳制方向，剥落腐蚀试样规格为IOOmmX 50_X试样厚度_，晶间腐蚀试样规 格为50_X6_X试样厚度mm。取样位置见图1中的B位置处，图1为测定板材抗腐蚀性 能的取样示意图。结果见表1，表1为实施例1?4提供的5083铝合金板材的性能参数。
[0042] 实施例4
[0043] 将30mm的5083错合金板材进行统面，将统面后的错合金板材在450摄氏度的条 件下进行加热，将加热后的板材进行热粗轧和热精轧，得到厚度为7. 5mm的铝合金板材，将 所述板材进行退火处理，退火温度为350°C，退火冷却后，进行第一冷轧，经过所述第一冷轧 后的板材的厚度为4. 5mm,之后进行中间退火,退火后,板材进行第二冷乳,第二冷乳后,板 材达到预设厚度4mm。第二冷轧后，将所述板材进行剪切矫直，之后将板材加热至80°C，保 温3h，锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
[0044] 测定所述铝合金板材在H321下的性能，其中，所述抗腐蚀性能按照ASTMG66或同 等标准检测其剥落腐蚀敏感性。在板材纵向两个端点的宽度中间各取一个试样，试样的纵 轴线平行于乳制方向，剥落腐蚀试样规格为IOOmmX 50_X试样厚度_，晶间腐蚀试样规 格为50_X6_X试样厚度mm。取样位置见图1中的B位置处，图1为测定板材抗腐蚀性 能的取样示意图。结果见表1，表1为实施例1?4提供的5083铝合金板材的性能参数。
[0045] 表1实施例1?4提供的5083铝合金板材在H321状态下的性能参数
[0046]
【权利要求】
1. 一种船用5083铝合金板材的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤： 将5083铝合金铸锭依次经过铣面、加热、热粗轧、热精轧、预先退火、第一冷轧、中间退 火、第二冷却、剪切矫直，稳定化热处理和锯切定尺，得到船用5083铝合金板材。
2. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述加热温度为450?500°C。
3. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述热粗轧为大变形量轧制工艺。
4. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，经过所述热精轧后的板材与所述船 用5083铝合金板材的厚度比为（1. 5?5) :1。
5. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述预先退火的温度为300? 400。。。
6. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，经过所述第一冷轧的板材的变形量 为 40%?75%。
7. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述中间退火的温度为300? 400。。。
8. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，经过所述第二冷轧的板材的变形量 为5%?8%。
9. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述稳定化处理的温度为70? 90。。。
10. 根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于，所述稳定化处理的时间为3?5h。
【文档编号】C22F1/047GK104404413SQ201410777277
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】王军, 李伟, 伍彬 申请人:西南铝业（集团）有限责任公司