本發(fā)明屬于鋁合金
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種5083船舶用鋁合金帶勁板及其擠壓工藝。
背景技術(shù)：
：船舶的工作環(huán)境要求其結(jié)構(gòu)材料具有高的比強(qiáng)度、韌性、耐蝕性、抗疲勞、抗沖擊及良好的焊接性等綜合性能，尤其是行駛在海洋環(huán)境中的船舶，因海水含有大量的cl-，是一種典型的電解溶液，具有很強(qiáng)的腐蝕性，在這種強(qiáng)腐蝕環(huán)境及應(yīng)力作用下，更要求船用材料具有優(yōu)異的抗電化學(xué)腐蝕及抗應(yīng)力腐蝕性能。在傳統(tǒng)材料中，雖然鋼鐵及高分子基復(fù)合材料在船舶制造中有大量的應(yīng)用，但是鋁合金材料具有鋼鐵及高分子材料不具備的一系列綜合性能，高比強(qiáng)度和耐蝕性、優(yōu)良的加工成形性和焊接性、易回收及抗老化等特點(diǎn)使得鋁合金在船舶制造上的應(yīng)用越來越多，并且潛力巨大、前景廣闊。目前5xxx系鋁合金，具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、抗蝕性及焊接性，在制作船板、船外殼、船體下層結(jié)構(gòu)中顯示了其重要地位，是建立船體結(jié)構(gòu)的重要材料?，F(xiàn)有的船舶用鋁合金帶勁板，原合金成分為6082，t6狀態(tài)供貨，t6是指鋁合金型材從擠壓機(jī)內(nèi)擠出后用水冷使鋁材瞬時(shí)降溫，使鋁型材達(dá)到更高的硬度要求。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)采用穿水進(jìn)行淬火，鑄錠加熱溫度490-520℃，制品速度3.0-5.0m/min，型材淬火后溫度在20℃左右。此產(chǎn)品經(jīng)(170-180)℃×8h時(shí)效后包裝交貨，其各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果雖然滿足技術(shù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)要求，但其焊接性和抗腐蝕性一般。為了獲得更好的焊接性能和更加優(yōu)良的抗腐蝕性能，提高船舶的使用壽命，采用合金化程度更高性能更好的5083合金進(jìn)行擠壓生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的船舶用鋁合金帶勁板焊接性和抗腐蝕性不佳的問題，提供一種5083船舶用鋁合金帶勁板及其擠壓工藝。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種5083船舶用鋁合金帶勁板，鋁合金帶勁板的配方由以下元素組分按照重量百分比配制而成：0.05～0.10％的si，0.05～0.10％的fe，0.65～0.70％的mn，4.0～4.4％的mg，0.10～0.15％的cr，zn含量≤0.15％，ti含量≤0.05％，其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.05％，雜質(zhì)合計(jì)≤0.15％，余量為al，各組分的重量百分比總和為100％。進(jìn)一步，鋁合金帶勁板配方各元素組分及重量百分比為0.10％的si，0.10％的fe，0.65～0.70％的mn，4.0～4.2％的mg，0.10～0.15％的cr，0.15％的zn，0.05％的ti，其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.02％，雜質(zhì)合計(jì)≤0.12％，余量為al，各組分的重量百分比總和為100％。進(jìn)一步，鋁合金帶勁板配方各元素組分及重量百分比為0.10％的si，0.08％的fe，0.65～0.70％的mn，4.2～4.4％的mg，0.10～0.15％的cr，0.12％的zn，0.05％的ti，其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.02％，雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，余量為al，各組分的重量百分比總和為100％。一種5083船舶用鋁合金帶勁板的擠壓工藝，包括如下步驟：a、將5083鋁合金鑄錠進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的鑄錠在520～540℃均質(zhì)化退火16h后，放入擠壓機(jī)的擠壓筒中；b、將產(chǎn)品模具加熱至490～500℃，擠壓機(jī)的擠壓筒加熱至420～430℃，將裝有產(chǎn)品模具的工作臺(tái)與擠壓機(jī)的擠壓筒配合夾緊；c、擠壓筒內(nèi)的擠壓筒以1.0～2.5m/min的擠壓速度向產(chǎn)品模具運(yùn)行，對(duì)鋁合金鑄錠進(jìn)行擠壓，鋁合金鑄錠從產(chǎn)品模具的?？字袛D出，得到鋁合金板材，其中鋁合金鑄錠采用分段梯度加熱方式，擠壓筒頭部的加熱溫度為470～480℃，中部的加熱溫度為450～460℃，尾部的加熱溫度為440～450℃；d、將步驟c制得的鋁合金板材進(jìn)行淬火處理，淬火前的鋁合金板材溫度為430～450℃，淬火方式為風(fēng)冷和霧化冷卻同步的方式，淬火后的鋁合金板材溫度為20～30℃；e、將淬火后的鋁合金板材進(jìn)球化退火處理，溫度為350℃，時(shí)效時(shí)間為3～5h。進(jìn)一步，步驟a中鋁合金鑄錠預(yù)處理的過程包括配料、熔煉、鑄造和鋸切車皮，所述鑄造過程在2t液壓半連續(xù)鑄造機(jī)中進(jìn)行鑄造，熔煉溫度為700～720℃。進(jìn)一步，步驟a中預(yù)處理后的鑄錠均質(zhì)化退火過程在具有強(qiáng)制熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的電阻爐內(nèi)進(jìn)行。進(jìn)一步，步驟b中擠壓機(jī)為75mn鋁擠壓機(jī)，擠壓筒直徑為380mm，擠壓筒的擠壓比為67.5。進(jìn)一步，步驟b中產(chǎn)品模具的外接圓直徑為250mm，產(chǎn)品模具在鋁合金帶勁板壁厚較大、比周長(zhǎng)小的部位作阻礙角，在鋁合金帶勁板壁厚較薄、比周長(zhǎng)大的部位則作促流角。進(jìn)一步，步驟d中風(fēng)冷和霧化冷卻的冷卻速度為50～80℃/min。本發(fā)明的有益效果在于：1、通過該5083船舶用鋁合金帶勁板的擠壓工藝制備的鋁合金帶勁板，綜合性能達(dá)到了中國船級(jí)社(ccs)的標(biāo)準(zhǔn)要求，屈服強(qiáng)度為290mpa，抗拉強(qiáng)度達(dá)到355mpa，延伸率達(dá)到16％，并且其剝落腐蝕檢測(cè)結(jié)果為最高的n級(jí)(無預(yù)期腐蝕)，抗晶間腐蝕質(zhì)量損失僅為2.5mg/cm2(標(biāo)準(zhǔn)要求小于15mg/cm2)。2、該5083船舶用鋁合金帶勁板為大斷面擠壓型材，外接圓直徑達(dá)250mm，為國內(nèi)目前為止最大的5083帶勁板斷面，金屬流動(dòng)不均，擠壓難度高，斷面形狀上存在多種尺寸的薄壁厚結(jié)構(gòu)。對(duì)于5083高鎂鋁合金的擠壓生產(chǎn)，其合金本身金屬流動(dòng)性較差，為保證斷面尺寸合格存在一定的難度。擠壓后的鋁合金帶勁板存在壁薄、壁厚等尺寸不合格產(chǎn)品，通過多次修改模具結(jié)構(gòu)，改變擠壓過程中的供鋁量，對(duì)擠壓時(shí)供鋁量不足的地方，增大供鋁量；相反，供鋁量過大的地方，減小供鋁量。具體產(chǎn)品模具的修模方法為：在帶勁板壁厚較大、比周長(zhǎng)小的部位作阻礙角，以增加鋁金屬在此處的流動(dòng)阻力，減緩流速，從而減小供鋁量；而在壁厚較薄、比周長(zhǎng)大的部位則作促流角，加快金屬流速，從而增加供鋁量。使生產(chǎn)的鋁合金帶勁板尺寸滿足gb/t14846高精級(jí)要求。3、該5083船舶用鋁合金帶勁板經(jīng)焊接后，彎曲度、扭擰度和平面間隙等檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到了gb/t14846高精級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。4、現(xiàn)有的船舶用鋁合金帶勁板斷面產(chǎn)品在同行業(yè)中一直使用的是6082合金進(jìn)行擠壓生產(chǎn)，該5083船舶用鋁合金帶勁板擠壓工藝通過優(yōu)化選擇擠壓設(shè)備和調(diào)整擠壓工藝，首次采用合金化程度更高的5083合金進(jìn)行擠壓生產(chǎn)，不僅填補(bǔ)了國內(nèi)在5083合金薄壁大斷面擠壓型材生產(chǎn)的空白，有效解決了我國船用此類板材對(duì)進(jìn)口的依賴性，并且5083合金本身其優(yōu)良的焊接性能和抗腐蝕性能，可以大幅提高船舶產(chǎn)品的使用壽命，同時(shí)降低船舶在焊接過程中的制造難度，為我國的船舶制造業(yè)做出貢獻(xiàn)。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。擠壓比(extrusionratio)是指擠壓筒腔的橫斷面面積同擠壓制品總橫斷面面積之比，也叫擠壓系數(shù)。實(shí)施例1：一種5083船舶用鋁合金帶勁板的擠壓工藝，包括如下步驟：a、配方的總質(zhì)量為300kg，配方為：0.10％的si，0.10％的fe，0.65％的mn，4.0％的mg，0.15％的cr，0.15％的zn，0.05％的ti，其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.02％，雜質(zhì)合計(jì)≤0.12％，余量為al，各組分的重量百分比總和為100％。將該配方的各元素均勻配合后置于熔煉爐中熔鑄，熔煉爐的熔鑄溫度為720℃，熔鑄過程在2t液壓半連續(xù)鑄造機(jī)中進(jìn)行，鑄造速度為60mm/min，得到鋁合金鑄錠；b、將步驟a制得的鋁合金鑄錠鋸切、車皮后，在520～540℃均質(zhì)化退火16h，放入擠壓機(jī)的擠壓筒中，擠壓機(jī)為75mn鋁擠壓機(jī)，擠壓筒直徑為380mm，擠壓筒的擠壓比為67.5；c、將產(chǎn)品模具加熱至490℃，擠壓機(jī)的擠壓筒加熱至420℃，將裝有產(chǎn)品模具的工作臺(tái)與擠壓機(jī)的擠壓筒配合夾緊，產(chǎn)品模具的外接圓直徑為250mm，產(chǎn)品模具在鋁合金帶勁板壁厚較大、比周長(zhǎng)小的部位作阻礙角，在鋁合金帶勁板壁厚較薄、比周長(zhǎng)大的部位則作促流角；d、擠壓筒內(nèi)的擠壓筒以2.5m/min的擠壓速度向產(chǎn)品模具運(yùn)行，對(duì)鋁合金鑄錠進(jìn)行擠壓，鋁合金鑄錠從產(chǎn)品模具的模孔中擠出，得到鋁合金板材，其中鋁合金鑄錠采用分段梯度加熱方式，擠壓筒頭部的加熱溫度為470～480℃，中部的加熱溫度為450～460℃，尾部的加熱溫度為440～450℃；e、將步驟d制得的鋁合金板材進(jìn)行淬火處理，淬火前的鋁合金板材溫度為430～450℃，淬火方式為風(fēng)冷和霧化冷卻同步的方式，風(fēng)冷和霧化冷卻的冷卻速度為50℃/min，淬火后的鋁合金板材溫度為20℃；f、將淬火后的鋁合金板材進(jìn)球化退火處理，溫度為350℃，時(shí)效時(shí)間為3～5h。實(shí)施例2：一種5083船舶用鋁合金帶勁板的擠壓工藝，包括如下步驟：a、配方的總質(zhì)量為300kg，配方為：0.10％的si，0.08％的fe，0.70％的mn，4.4％的mg，0.15％的cr，0.12％的zn，0.05％的ti，其余單個(gè)雜質(zhì)含量≤0.02％，雜質(zhì)合計(jì)≤0.10％，余量為al，各組分的重量百分比總和為100％。將該配方的各元素均勻配合后置于熔煉爐中熔鑄，熔煉爐的熔鑄溫度為700℃，熔鑄過程在2t液壓半連續(xù)鑄造機(jī)中進(jìn)行，鑄造速度為90mm/min，得到鋁合金鑄錠；b、將步驟a制得的鋁合金鑄錠鋸切、車皮后，在520～540℃均質(zhì)化退火16h，放入擠壓機(jī)的擠壓筒中，擠壓機(jī)為75mn鋁擠壓機(jī)，擠壓筒直徑為380mm，擠壓筒的擠壓比為67.5；c、將產(chǎn)品模具加熱至490℃，擠壓機(jī)的擠壓筒加熱至420℃，將裝有產(chǎn)品模具的工作臺(tái)與擠壓機(jī)的擠壓筒配合夾緊，產(chǎn)品模具的外接圓直徑為250mm，產(chǎn)品模具在鋁合金帶勁板壁厚較大、比周長(zhǎng)小的部位作阻礙角，在鋁合金帶勁板壁厚較薄、比周長(zhǎng)大的部位則作促流角；d、擠壓筒內(nèi)的擠壓筒以2.5m/min的擠壓速度向產(chǎn)品模具運(yùn)行，對(duì)鋁合金鑄錠進(jìn)行擠壓，鋁合金鑄錠從產(chǎn)品模具的?？字袛D出，得到鋁合金板材，其中鋁合金鑄錠采用分段梯度加熱方式，擠壓筒頭部的加熱溫度為470～480℃，中部的加熱溫度為450～460℃，尾部的加熱溫度為440～450℃；e、將步驟d制得的鋁合金板材進(jìn)行淬火處理，淬火前的鋁合金板材溫度為430～450℃，淬火方式為風(fēng)冷和霧化冷卻同步的方式，風(fēng)冷和霧化冷卻的冷卻速度為80℃/min，淬火后的鋁合金板材溫度為30℃；f、將淬火后的鋁合金板材進(jìn)球化退火處理，溫度為350℃，時(shí)效時(shí)間為3～5h。對(duì)實(shí)施例1和實(shí)施例2生產(chǎn)的鋁合金帶勁板進(jìn)行剝落腐蝕行為的測(cè)試，測(cè)評(píng)結(jié)果如表1：由表1可以得知，實(shí)施例1制得的鋁合金帶勁板屈服強(qiáng)度為285mpa，抗拉強(qiáng)度為353mpa，延伸率達(dá)到了12.6％，抗晶間腐蝕質(zhì)量損失為2.4mg/cm2，小于標(biāo)準(zhǔn)要求15mg/cm2，剝落腐蝕等級(jí)為最高的n級(jí)；實(shí)施例2制得的鋁合金帶勁板屈服強(qiáng)度為290mpa，抗拉強(qiáng)度為355mpa，延伸率達(dá)到了16％，抗晶間腐蝕質(zhì)量損失為2.5mg/cm2，小于標(biāo)準(zhǔn)要求15mg/cm2，剝落腐蝕等級(jí)也為最高的n級(jí)，均未出現(xiàn)點(diǎn)蝕及剝落腐蝕現(xiàn)象，符合中國船級(jí)社(ccs)的標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)實(shí)施例1和實(shí)施例2生產(chǎn)的鋁合金帶勁板進(jìn)行剝落腐蝕行為的測(cè)試，測(cè)評(píng)結(jié)果如表2：平面間隙(mm)扭擰度(mm/m)彎曲度(mm/m)切斜度(°)實(shí)施例10.40.80.590實(shí)施例20.251.00.490由表2可以得知，實(shí)施例1制得的鋁合金帶勁板平面間隙為0.4mm，實(shí)施例2制得的鋁合金帶勁板平面間隙為0.25mm，均小于gb/t14846高精級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的1.1mm；實(shí)施例1制得的鋁合金帶勁板扭擰度為0.8mm/m，實(shí)施例2制得的鋁合金帶勁板扭擰度為1.0mm/m，均小于gb/t14846高精級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的6mm/m實(shí)施例1制得的鋁合金帶勁板彎曲度為0.5mm/m，實(shí)施例2制得的鋁合金帶勁板彎曲度為0.4mm/m，均小于gb/t14846高精級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的2.5mm/m；因此，該5083船舶用鋁合金帶勁板擠壓工藝制備的鋁合金帶勁板彎曲度、扭擰度和平面間隙檢測(cè)結(jié)果均達(dá)到且超過gb/t14846高精級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。當(dāng)前第1頁12