一种5系铝合金板材及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种5系铝合金板材及其制备方法和应用。所述5系铝合金板材的制备方法是以15‑25℃/秒的降温速率将热轧后的铝合金板材强制冷却至200℃以下。采用本发明所述的冷却方式，可制备得到晶粒尺寸小于30μm的细晶板材，从而提高了5XXX系，特别是5083铝合金板材材料的强度和延伸性。

权利要求

1.一种5系铝合金板材的制备方法，其特征在于，以20-25℃/秒的降温速率将热轧后的铝合金板材强制冷却至200℃以下；

所述铝合金板的终轧温度为380℃～420℃；

所述5系铝合金为5083铝合金。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述强制冷却的方式为风冷。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝合金板材厚度为4～16mm。

4.权利要求1-3任一所述方法制得的5系铝合金板材。

5.权利要求4所述5系铝合金板材在铁道客货运列车、高速列车、磁悬浮列车、双层客车、地铁列车、新能源汽车中的应用。

说明书

一种5系铝合金板材及其制备方法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种5系铝合金板材及其制备方法和应用，属于铝合金材料技术领域。

背景技术

[0002] 5083铝合金是一种生产生活中常见的Al-Mg系(5XXX系)铝合金，具有中等的强度、较好的延伸性和可焊性，并且在各种船只、军舰结构部件方面的制造上得到更为广泛的应用。此外，5083还具有良好的抗腐蚀性能和较好的成形性能，是铁道客货运列车、高速列车、磁悬浮列车、双层客车、地铁列车等为达到轻量化目标而使用的首选材料。

[0003] 虽然现有5083铝合金已经具有较好的性能，但在实际应用，特别是作为列车使用时，其强度和塑性仍然存在不足之处。其中原因之一冷却效果不理想。现有5系铝合金板材在热连轧处理后通常采用自然空冷，虽然部分板材也会采用强制风冷，但对冷却速度没有特别要求，仅仅是缩短了冷却时间而已。

[0004] 为了进一步改善现有5系铝合金板材的冷却效果，特提出本申请。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提出一种针对5XXX系铝合金板材加工的新工艺，具体地说，是针对现有5XXX系铝合金板材在热轧后冷却方式的改进。采用本发明所述的冷却方式，可制备出细晶粒尺寸的板材，从而提高了5XXX系铝合金板材材料的强度和塑性。

[0006] 本发明是采用如下技术方案实现的。

[0007] 一种5系铝合金板材的制备方法，其特征在于，以15-25℃/秒的降温速率将热轧后的铝合金板材强制冷却至200℃以下。

[0008] 优选地，所述降温速率为20-25℃/秒。

[0009] 优选地，所述强制冷却的方式为风冷，如适用工业吹风机。

[0010] 优选地，所述铝合金板材厚度为4～16mm。

[0011] 优选地，所述铝合金板的终轧温度为380℃～420℃。

[0012] 优选地，所述5系铝合金优选为5083铝合金。

[0013] 本发明还提供由上述方法制得的5系铝合金板材。所得5系铝合金板材的晶粒尺寸小于30μm。

[0014] 本发明还提供上述5系铝合金板材在铁道客货运列车、高速列车、磁悬浮列车、双层客车、地铁列车、新能源汽车等领域中的应用。

[0015] 本发明取得的有益效果如下：

[0016] 本申请发明人在对5系铝合金加工工艺的长期研究中意外发现，当采用特定冷却速度对热轧板材进行冷却，并控制卷曲温度不高于200℃的情况下，铝合金板材的强度和伸长率可显著提高。进而通过一系列试验，确定了5系铝合金板材在热轧后强制风冷的冷却速度范围(15～25℃/秒)；如此既能控制第二相大量析出，又能满足工业实际操作。

[0017] 采用本发明所述的方法制得的5系铝合金板材，具有晶粒尺寸相对更细(晶粒尺寸小于30μm)，材料的强度相对更高，塑性相对更好。

附图说明

[0018] 图1为本发明所述5系铝合金板材的制备工艺流程图。

具体实施方式

[0019] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0020] 实施例中5083铝合金铸锭的化学成分见表1。

[0021] 表1

[0022]

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0025] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0026] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

[0027] (3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却，冷却速度为15℃/秒，冷却到200℃后的板材卷曲成材。

[0028] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0029] 实施例2

[0030] 本实施例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0031] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0032] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

[0033] (3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却，测量板材的冷却速度为20℃/秒，冷却到190℃后的板材卷曲成材。

[0034] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0035] 实施例3

[0036] 本实施例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0037] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0038] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到16mm厚。

[0039] (3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却，测量板材的冷却速度为25℃/秒，冷却到200℃后的板材卷曲成材。

[0040] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0041] 对比例1

[0042] 本例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0043] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0044] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

[0045] (3)采用自然风对热轧出口处5083板材进行冷却，测量板材的冷却速度为10～14℃/秒，冷却期间冷却速度不稳定，冷却到200℃后的板材卷曲成材。

[0046] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0047] 对比例2

[0048] 本例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0049] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0050] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到4mm厚。

[0051] (3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却，测量板材的冷却速度为26～30℃/秒，冷却到200℃后的板材卷曲成材。

[0052] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0053] 对比例3

[0054] 本例提供一种5系铝合金的制备方法，包括：

[0055] (1)通过熔铸得到5083铝合金400mm厚扁锭，成分见表1，在500℃下均匀化退火48h，铣平铸锭各表面。

[0056] (2)将铸锭加热到420℃后出炉热轧到16mm厚。

[0057] (3)采用吹风机对热轧出口处5083板材进行冷却，测量板材的冷却速度为25℃/秒，冷却到220℃后的板材卷曲成材。

[0058] (4)得到的5083板材的拉伸试验按GB/T228.1-2010进行，测得的拉伸性能如表2所示。

[0059] 表2本发明实施例1-3与对比实施例1-3所得板材的拉伸性能对比

[0060]

[0061]

[0062] 通过上述实施例和对比例所得板材的拉伸性能对比可知，采用本发明所述冷却方法所得的5系铝合金板材在强度与延伸率方面明显优于对比例。

[0063] 经检测，上述实施例1-3所得5系铝合金板材的晶粒尺寸均小于30μm。

[0064] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。