一种7系铝合金中板退火态的生产工艺的制作方法

本发明属于铝合金板材制备，涉及低温淬火在制备7系铝合金板材中的应用以及一种7系铝合金板材的制备方法，尤其涉及一种7系铝合金中板退火态的生产工艺。

背景技术：

1、当前的7系铝合金厚度5.0~10.0mm退火板材，主要采用精轧、成品退火、剪切、矫直、锯切、包装生产方式，其中成品退火温度采用ams2772标准内推荐退火温度380~410℃，保温2~4个小时，此方式得到的退火板材晶粒度粗大，超过3级，其主要的影响：（1）粗大晶粒会大幅削弱材料的强度（抗拉、屈服强度） 和硬度，无法满足结构件对承载能力的要求；同时会导致塑性（伸长率）、韧性（抗冲击性）下降，受外力或冲击时易直接断裂，而非先发生塑性变形预警。（2）成型加工性能恶化：板材在折弯、冲压等成型过程中，粗大晶粒易引发“橙皮效应”（表面出现凹凸不平的橘皮状缺陷），严重影响外观质量；且晶粒粗大导致变形不均匀，成型时易在应力集中处开裂，成品率大幅降低。（3）抗腐蚀能力削弱：粗大晶粒的晶界面积更小，杂质和析出相（如θ相、s相）更易在晶界富集，形成腐蚀通道，使板材在潮湿、酸碱等环境下抗晶间腐蚀、应力腐蚀的能力下降，缩短使用寿命。（4）性能均匀性差：粗大晶粒通常伴随晶粒尺寸不均，导致板材不同区域的强度、塑性存在差异，后续加工或装配时，易因受力不均出现局部损坏，影响整体结构的稳定性。

2、因此，如何开发一种更为优异的7系铝合金板材的制备方法，能够解决现有7系铝合金厚度5.0~10.0mm的退火板材存在的上述技术问题，已成为业内诸多一线研究人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供低温淬火在制备7系铝合金板材中的应用以及一种7系铝合金板材的制备方法，特别是一种7系铝合金中板退火态的生产工艺。本发明通过低温淬火，使板材在成品退火前获得晶粒尺寸相对较小且较为均匀组织，从而在成品退火后得到组织晶粒度1~2级的产品，解决当前7系铝合金厚度5.0~10.0mm退火板材晶粒度粗大问题。而且制备方法工艺简单，条件温和，可控性好，更加适于工业化生产的推广和应用。

2、本发明提供了低温淬火在制备7系铝合金板材中的应用；

3、所述低温淬火的温度为400~420℃；

4、所述低温淬火的保温时间为20~40分钟；

5、所述低温淬火工序在制备工艺中的轧制之后和成品退火之前。

6、优选的，所述7系铝合金板材包括7系包铝退火板材或7系不包铝退火板材；

7、所述7系铝合金板材包括7系铝合金o态中板；

8、所述7系铝合金板材的厚度为5~10mm。

9、优选的，所述轧制包括热轧；

10、所述热轧包括热粗轧和热精轧；

11、所述热粗轧的温度为350~420℃；

12、所述热精轧的温度为270~380℃。

13、优选的，所述成品退火的温度为380~420℃；

14、所述成品退火的时间为1~3小时；

15、所述7系铝合金板材的晶粒度尺寸为100~200μm。

16、本发明还提供了一种7系铝合金板材的制备方法，包括以下步骤：

17、1）将铣面后的铸锭加热后，经过热粗轧和热精轧后，得到轧坯；

18、2）将上述步骤得到的轧坯经过低温淬火后拉伸矫直，再经过成品退火后矫直，得到7系铝合金板材。

19、优选的，所述7系铝合金板材，按质量百分比计，包括：si≤0.1%、fe≤0.12%、cu：1.2%~1.9%、mn≤0.06%、mg：1.9%~2.6%、cr：0.18%~0.25%、zn：5.2%~6.2%、ti≤0.06%以及铝；

20、所述加热前还包括包铝的步骤。

21、优选的，所述加热的温度为390~430℃；

22、所述热粗轧的终轧温度为360~400℃；

23、所述热粗轧的总变形量为92%~95%。

24、优选的，所述热精轧的开轧温度为340~380℃；

25、所述热精轧的终轧温度为270~310℃；

26、所述热精轧的总变形量为68%~78%。

27、优选的，所述热精轧还包括剪切的步骤；

28、所述低温淬火的温度为400~420℃；

29、所述低温淬火的保温时间为20~40分钟。

30、优选的，所述成品退火的温度为380~420℃；

31、所述成品退火的时间为1~3小时。

32、本发明提供了低温淬火在制备7系铝合金板材中的应用；所述低温淬火的温度为400~420℃；所述低温淬火的保温时间为20~40分钟；所述低温淬火工序在制备工艺中的轧制之后和成品退火之前。与现有技术相比，本发明研究认为，目前7系铝合金厚度5.0~10.0mm退火板材生产工艺：铸锭铣面→包铝→铸锭加热→热粗轧→热精轧→成品退火→大规格剪→矫直→锯床→包装。但是，其存在以下缺点：板材退火后晶粒度粗大（3-4级），其板材力学成型、加工稳定性变差，直接冲击使用可靠性，因而不满足用户使用。

33、基于此，本发明创造性的设计了一种特定的低温淬火工艺用于制备7系5.0~10.0mm的铝合金退火板材的制备过程中。本发明还提供了相应的7系铝合金板材的制备方法，通过低温淬火，使板材在成品退火前获得晶粒尺寸相对较小且较为均匀组织，从而在成品退火后得到组织晶粒度1~2级的产品，解决当前7系铝合金厚度5.0-10.0mm退火板材晶粒度粗大问题。

34、本发明通过工艺研究、试验论证及验证生产，成品退火前，增加低温淬火（410±10℃）工序，细化了退火态板材的晶粒度，使板材晶粒尺寸相对较小且较为均匀，趋于等轴状，退火时再结晶形核点多且分布均匀，最终形成的晶粒仍保持细小、等轴且尺寸一致的形态组织。而因为板材在成品退火前获得晶粒尺寸相对较小且较为均匀组织，从而在成品退火后得到晶粒度细小（1~2级）的产品。本发明提供的本退火工艺，成功解决了7系包铝退火板材晶粒度粗大问题，而且产品力学性能、性能均匀性、成型加工性能及抗腐蚀能力提升。

1.低温淬火在制备7系铝合金板材中的应用；

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述7系铝合金板材包括7系包铝退火板材或7系不包铝退火板材；

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述轧制包括热轧；

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述成品退火的温度为380~420℃；

5.一种7系铝合金板材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述7系铝合金板材，按质量百分比计，包括：si≤0.1%、fe≤0.12%、cu：1.2%~1.9%、mn≤0.06%、mg：1.9%~2.6%、cr：0.18%~0.25%、zn：5.2%~6.2%、ti≤0.06%以及铝；

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为390~430℃；

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热精轧的开轧温度为340~380℃；

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热精轧还包括剪切的步骤；

10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述成品退火的温度为380~420℃；