CN112831701B - 一种短流程生产5052h32铝合金板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，属于合金加工技术领域。一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，包括以下步骤：S1，调整配方，熔铸铝扁锭：在合金配方中增加200‑300ppm的Zr元素，进行铝扁锭熔铸；S2，预热：预热的均热温度控制在500℃；S3，热轧制：使用1+4热连轧机轧制，轧制中根据成品厚度匹配设定压下量、热粗轧轧制道次、热粗轧出口的中间板坯厚度与温度、中间板坯停放保持温度、精轧出口温度和轧制速度；S4，空气吹扫。本发明缩短了工艺流程，无需冷轧；在压延时，充分发挥热压延工艺的特点，将铝板带成品板材质量要求中的金属微观组织、机械性能控制都放在热轧工序进行协同控制。

Description

一种短流程生产5052H32铝合金板的方法
技术领域
本发明涉及合金加工技术领域，尤其涉及一种短流程生产5052H32铝合金板的方法。
背景技术
近年以来，我国铝加工行业迅猛发展，从国外引进了多套热连轧设备，如西南铝业、南山铝业、中铝瑞闵、河南中孚等。这些生产线陆续投产，对国内外铝加工市场的影响巨大。铝板消费市场的增速也随之越来越快，尤其是5系铝合金板材，其中的5052H32状态铝板市场需求旺盛。
5052铝合金，属Al-Mg系热处理不可强化铝合金，其中Mg含量2.2-2.8%，Cr含量0.15-0.35%，具有中等强度、优良的成形性和抗腐蚀性能。经过压延加工的板带，广泛用于建筑装饰板、集装箱、汽车板、易拉罐罐盖、3C电子产品等领域。由于冷作硬化的Al-Mg合金应变能较高，在室温或稍高温度下长期存放，机械性能与耐腐蚀性能下降，存放期间β（Mg2Al3）相呈网状从α（Al）基体中沉淀析出在晶界上，网状分布的β相使合金的耐腐蚀性能变差，为保证合金组织和性能稳定，需对冷变形的合金进行稳定化退火处理，通常经过稳定化处理的H3n状态使用范围最广。
5052铝合金H3n状态的常规工艺流程为：铸锭→锯铣→预热→热轧→冷轧→退火。存在着生产流程长、成本高、周期长的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，以解决现有技术中生产流程长、成本高、周期长的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，包括以下步骤：
S1，调整配方，熔铸铝扁锭：
在合金配方中增加200-300ppm的Zr元素，进行铝扁锭熔铸；
S2，预热：
预热的均热温度控制在500℃；
S3，热轧制：
使用1+4热连轧机轧制，轧制中根据成品厚度匹配设定热粗轧轧制道次、压下量、热粗轧出口的中间板坯厚度与温度、中间板坯停放保持温度、精轧出口温度和轧制速度；
S4，空气吹扫：
热精轧出口设置空气吹扫。
优选的，在步骤S3轧制中，热粗轧轧制设置在23-17个道次，热粗轧出口的中间板坯厚度设置在28-50mm，热粗轧出口温度控制在420-480℃，中间板坯在经过停放、冷却后温度控制在425-435℃，热精轧出口温度控制在295-310℃，热连轧机的第4个机架轧制速度控制在3.5-4m/s。
与现有技术相比，本发明提供了一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，具备以下有益效果：
1、本发明，缩短了工艺流程，无需冷轧；改进合金配方，添加Zr元素，扩大合金的动态再结晶温度范围，减少合金的温度敏感性，扩大温度适应空间，匹配热轧工序中较宽范围的温度控制，达到力学性能要求；在压延时，充分发挥热压延工艺的特点，将铝板带成品板材质量要求中的金属微观组织、机械性能控制都放在热轧工序进行协同控制；在热轧制过程中，充分利用材料热压延的塑性和组织变化，达到了与冷轧板材相近的机械性能和化学稳定性；化学成分、预热工艺、热轧制工艺的整套工艺流程的协调匹配，最终实现在热轧制工序产出符合GB/T3880要求的5052H32铝合金板带。
2、本发明，通过综合分析预热、压延动态回复和再结晶中的晶粒及第二相形貌，将预热温度设置为500℃，在达到产品更好性能要求的基础上，相对于常规540℃的均热温度，显著的节约燃气消耗，节省能源；采用空气吹扫代替乳液吹扫，避免因为热精轧温度低造成的乳液残留和乳液流痕，进一步提高质量控制。
该装置中未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现，本发明缩短了工艺流程，无需冷轧；改进合金配方，添加Zr元素，扩大合金的动态再结晶温度范围，减少合金的温度敏感性，扩大温度适应空间，匹配热轧工序中较宽范围的温度控制，达到力学性能要求；在压延时，充分发挥热压延工艺的特点，将铝板带成品板材质量要求中的金属微观组织、机械性能控制都放在热轧工序进行协同控制；在热轧制过程中，充分利用材料热压延的塑性和组织变化，达到了与冷轧板材相近的机械性能和化学稳定性；化学成分、预热工艺、热轧制工艺的整套工艺流程的协调匹配，最终实现在热轧制工序产出符合GB/T3880要求的5052H32铝合金板带；通过综合分析预热、压延动态回复和再结晶中的晶粒及第二相形貌，将预热温度设置为500℃，在达到产品更好性能要求的基础上，相对于常规540℃的均热温度，显著的节约燃气消耗，节省能源；采用空气吹扫代替乳液吹扫，避免因为热精轧温度低造成的乳液残留和乳液流痕，进一步提高质量控制。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1，一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，包括以下步骤：
S1，调整配方，熔铸铝扁锭：
在GB/T3190对5052合金化学元素成分要求之外，增加200-300ppm的Zr元素，进行铝扁锭熔铸；
采用改进增加Zr元素的配方，在热压延时能够扩大5052铝合金的动态再结晶温度范围，减少合金的温度敏感性，以扩大温度适应空间，匹配热轧工序中较宽范围的温度控制，达到GB/T3880中5052H32状态的力学性能；
GB/T3190对5052合金化学元素成分（质量分数）要求如下：
Si Fe Cu Mn Mg Cr Ni Zn Ti Zr Al
0.25 0.40 0.10 0.10 2.2~2.8 0.15~0.35 - 0.10 - - 余量
S2，预热：
预热的均热温度控制在500℃；
通过微观组织分析及力学性能检测，热轧预热工艺对5052铝合金组织有以下几点影响：
（1）475℃长时间加热有利于固溶体中第二相的析出；而高温短时间加热，如540℃加热较475℃加热更有利于枝晶网络的溶解；在500℃短时间加热后，枝晶网络开始溶解并出现少量析出第二相；
（2）500℃/3h和540℃/4h+500℃/3h两种不同预热工艺生产的冷轧板相比，前者组织中尺寸大于5um的第二相明显比后者多；冷轧板经150℃稳定化退火后强度降低和延伸率升高，晶界上β网膜部分溶解，晶粒内析出一部分相对大些的β相；
（3）500℃/3h和540℃/4h+500℃/3h两种预热工艺冷轧板，退火时再结晶温度和力学性能无明显差别；再结晶温度区间为260-290℃，完全再结晶退火状态板材中间1/4厚度晶粒比上下板面晶粒要大，晶粒尺寸约15-50um；
经过综合分析预热、压延动态回复和再结晶中的晶粒及第二相形貌，将预热温度设置为500℃；在达到产品更好性能要求的基础上，相对于常规540℃的均热温度，显著的节约燃气消耗，节省能源；
S3，热轧制：
使用1+4热连轧机进行轧制，轧制中根据成品厚度匹配设定压下量、热粗轧轧制道次、热粗轧出口的中间板坯厚度与温度、中间板坯停放保持温度、精轧出口温度和轧制速度；
利用1+4热连轧机的设备特点，设定合适的压下量设置；在扁锭从610mm到成品2.5-8mm的轧制过程中，把成品厚度和压下量分配相匹配，以适应成品力学性能和微观组织的要求；
热粗轧轧制设置在23-17个道次分配；
热粗轧轧制出口的中间板坯厚度设置在28-50mm；
生产中部分规格成品的道次分配如下：
（1）扁锭厚度610mm，成品厚度2.5mm：
粗轧17道次，道次厚度为610、593、560、522、482、442、402、362、320、279、235、193、152、116、88、62、44、30mm，中间板坯厚度30mm，精轧厚度为30、18、9、5、2.5mm；
（2）扁锭厚度610mm，成品厚度3mm：
粗轧17道次，道次厚度为610、593、560、522、482、442、402、362、320、280、236、194、153、117、89、63、45、32mm，中间板坯厚度为32mm，精轧厚度为32、19、10、6、3mm；
（3）扁锭厚度610mm，成品厚度8mm：
粗轧17道次，道次厚度为610、596、564、526、486、445、405、365、323、282、237、195、154、118、90、64、46、35mm，中间板坯厚度35mm，精轧厚度为35、23、17、12、8mm；
热粗轧轧制过程中的温度控制，根据成品厚度进行差异化的设置；
热粗轧出口温度控制在420-480℃，热粗轧轧制后的中间板坯在经过停放、冷却后温度控制在425-435℃；
热精轧轧制过程中的温度控制，根据粗轧出口厚度、成品厚度进行差异化的设置；成品厚度越厚，变形量越小，变形储能越少，设置温度越高；
热精轧出口温度控制在295-310℃；
热精轧轧制过程中的速度控制；
采用温度和速度的综合协调来控制力学性能，控制1+4热连轧中第4个机架的轧制速度控制在3.5-4m/s；
综合控制，以保证对热轧动态回复再结晶中影响较大的温度、速度、压下量的因素控制；使其力学性能达到抗拉强度210-260MPa，屈服强度＞130MPa，延伸率＞10%，并保证板材使用时的性能衰减；
如：在生产某批次5052H32成品厚度为3.0mm卷材时，热粗轧出口铝板温度478℃，中间板坯温度433℃，热精轧出口温度298℃，最终成品经检验，力学性能抗拉强度为244Mpa，屈服强度为178Mpa，延伸率为15%，达到GB/T3880中5052H32状态的力学性能；
S4，空气吹扫：
热精轧出口设置空气吹扫；采用空气吹扫代替乳液吹扫，避免因为热精轧温度低造成的乳液残留和乳液流痕，提高质量控制。
本发明中，提供了一种热轧直接生产2.5-8mm厚度5052H32状态铝合金产品的方法，缩短了工艺流程，无需冷轧；在压延时，充分发挥热压延工艺的特点，将铝板带成品板材质量要求中的金属微观组织、机械性能控制都放在热轧工序进行协同控制；在热轧制过程中，充分利用材料热压延的塑性和组织变化，达到了与冷轧板材相近的机械性能和化学稳定性；改进合金配方，添加Zr元素，扩大合金的动态再结晶温度范围，减少合金的温度敏感性，扩大温度适应空间，匹配热轧工序中较宽范围的温度控制，达到力学性能要求；化学成分、预热工艺、热轧制工艺的整套工艺流程的协调匹配，最终实现在热轧制工序产出符合GB/T3880要求的5052H32铝合金板带；并通过综合分析预热、压延动态回复和再结晶中的晶粒及第二相形貌，将预热温度设置为500℃，在达到产品更好性能要求的基础上，相对于常规540℃的均热温度，显著的节约燃气消耗，节省能源；采用空气吹扫代替乳液吹扫，避免因为热精轧温度低造成的乳液残留和乳液流痕，进一步提高质量控制。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种短流程生产5052H32铝合金板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，调整配方，熔铸铝扁锭：
在合金配方中增加200-300ppm的Zr元素，进行铝扁锭熔铸；
S2，预热：
预热的均热温度控制在500℃/3h；
S3，热轧制：
使用1+4热连轧机轧制，轧制中根据成品厚度匹配设定热粗轧轧制道次、压下量、热粗轧出口的中间板坯厚度与温度、中间板坯停放保持温度、精轧出口温度和轧制速度；
S4，空气吹扫：
热精轧出口设置空气吹扫；
其中，在步骤S1中，扁锭厚度为610mm；
在步骤S3热轧制中：
热粗轧轧制设置在17-23个道次；
热粗轧出口的中间板坯厚度设置在28-50mm；
热粗轧出口温度控制在420-480℃；
中间板坯在经过停放、冷却后温度控制在425-435℃；
热精轧出口温度控制在295-310℃；
热连轧机的第4个机架轧制速度控制在3.5-4m/s；
成品厚度为2.5-8mm。
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