CN109468500A

CN109468500A - 一种冲压用6082s铝合金薄板及其加工工艺

Info

Publication number: CN109468500A
Application number: CN201811461946.2A
Authority: CN
Inventors: 刘俊涛; 赵俊才; 宋扬; 蔡鹏程; 郭富安; 马青梅
Original assignee: TIANJIN ZHONGWANG ALUMINIUM INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN ZHONGWANG ALUMINIUM INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2019-03-15

Abstract

本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种冲压用6082S铝合金薄板及其加工工艺，6082S铝合金薄板配方由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.9～1.2％、Fe：0.1～0.25％、Cu≤0.1％、Mn：0.5～0.6％、Mg：0.8～1.1％、Cr≤0.1％、Zn≤0.1％、Ti：0.01～0.02％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al，解决了现有6082铝合金合金范围宽产生的不良影响，合金中由于Fe、Mn元素存在，凝固过程中常常会析出微米级的AlFeSi、AlMnSiFe、Al₆Mn相，而这些粗大的一次凝固析出相硬而脆，难以在后续的均匀化和固溶处理中溶解入铝基体，在冲压过程中，极易成为裂纹源，造成冲压开裂，通过控制6082铝合金的成分范围，旨在获得均有良好冲压性能的薄板。

Description

一种冲压用6082S铝合金薄板及其加工工艺

技术领域

本发明属于铝合金加工技术领域，涉及一种冲压用6082S铝合金薄板及其加工工艺。

背景技术

6xxx系合金是变形铝合金中最重要的压力加工合金，是以镁和硅为主要合金元素的铝合金，其主要强化相是镁和硅形成的金属间化合物Mg₂Si，属于可热处理强化的铝合金。6xxx系合金具有中等强度，良好的塑性，优良的焊接性和耐腐蚀性，以及无应力腐蚀开裂倾向。因此，6xxx系合金是世界上应用最为广泛的铝合金。6082铝合金是6xxx合金中的主要合金成员，6082合金通常具有良好的加工特性及优良的折弯性能。在O态和T4状态下，具有良好的折弯及成形性能，在T5和T6状态下，具有良好的机械加工性能；因此，6082合金通常作为机械零部件被广泛应用。

6082铝合金为Al-Mg-Si系合金，属于可热处理强化铝合金，具有中等强度，主要的强化相为Mg₂Si，因具有良好的成形性、耐腐蚀性能而广泛应用于轨道交通、航空零部件等领域。6082薄板产品是较为常用的产品形态，而冲压是薄板最为方便和高效的加工方式，但采用普通的6082薄板冲压时，常存在冲压开裂的问题。普通的6082铝合金合金成分范围宽，由于Fe、Mn元素的存在，在凝固过程中常常会析出微米级的AlFeSi、AlMnSiFe、Al₆Mn相，而这些粗大的一次凝固析出相硬而脆，难以在后续的均匀化和固溶处理中溶解入铝基体中，在冲压过程中，极易成为裂纹源，造成冲压开裂现象。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有的6082铝合金合金成分范围宽，由于Fe、Mn元素的存在，在凝固过程中常常会析出微米级的AlFeSi、AlMnSiFe、Al₆Mn相，而这些粗大的一次凝固析出相硬而脆，难以在后续的均匀化和固溶处理中溶解入铝基体，在冲压过程中，极易成为裂纹源，造成冲压开裂现象的问题，提供一种冲压用6082S铝合金薄板及其加工工艺。

为达到上述目的，本发明提供一种冲压用6082S铝合金薄板，6082S铝合金薄板配方由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.9～1.2％、Fe：0.1～0.25％、Cu≤0.1％、Mn：0.5～0.6％、Mg：0.8～1.1％、Cr≤0.1％、Zn≤0.1％、Ti：0.01～0.02％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。

进一步，6082S铝合金薄板配方由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.9～1.2％、Fe：0.2～0.25％、Cu≤0.1％、Mn：0.50～0.55％、Mg：0.8～1.0％、Cr≤0.1％、Zn≤0.1％、Ti：0.01～0.02％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

A、按照预定重量百分比，将上述6082S铝合金薄板各元素配料放入熔炼炉中熔炼，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；

B、将熔铸后的铝合金铸锭切去头尾，进行铣面，再用铣面机铣除铝合金铸锭表面的凝壳层；

C、将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至530～565℃，保温6～12h，随后冷却至480～520℃，保温2～18h，加热后的铸锭出炉后立即热轧为卷材，卷材厚度为6～8mm；

D、将热轧后的卷材冷轧至中间退火厚度，其中退火温度为320～400℃，保温时间为1～4h，中间退火厚度卷材厚度为2～4mm；

E、将中间退火后的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为0.7～1.2mm；

F、对成品厚度的卷材进行固溶淬火处理，其中固溶温度为520～565℃，保温时间10～60s；

G、对固溶淬火处理后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为160～180℃，保温6～14h。

进一步，步骤A配料遵循如下过程：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，并使用熔剂进行精炼覆盖，投料后待炉内出现铝水时开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，然后利用氩气和氯气混合气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量。

进一步，步骤A铝合金铸锭铸造过程中使用40～50ppi泡沫陶瓷板+玻纤布过滤，控制纯洁度，用Al-Ti-B合金做细化处理，保证铝合金铸锭晶粒度，确保铝合金铸锭中无气孔、夹杂、裂纹等缺陷。

进一步，步骤C热轧后卷材的厚度为7～12mm。

进一步，步骤D中间退火厚度卷材厚度为2～3.5mm。

进一步，步骤E中成品厚度为0.7～1.2mm。

进一步，步骤F固溶淬火方式为水淬或水雾淬。

进一步，步骤G时效处理温度为175℃，保温8h。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的冲压用6082S铝合金薄板，6082铝合金中Mg₂Si是强化相，其他第二相主要有含Fe相、Mg相和Cr相。具体来说，主要的第二相有AlFeSi、Al₆Mn、Al₇Cr，由于Fe、Mn、Cr的相互取代，实际的存在形式为AlFeSi、AlMnFeSi、Al(Mn，Fe，Cr)Si等。一方面为避免在凝固过程中析出粗大的凝固相，以降低冲压裂纹来源，另一方面高的Fe、Mn必然消耗Si，造成合金性能下降；但Fe、Mn元素通过均匀化退火，可析出纳米级的弥散相，起到钉扎晶界、细化晶粒的作用，在提高合金力学性能的同时，提高冲压过程中的组织协调能力，故也必须保持一定含量的Fe、Mn。同时，为提高合金的强度，可提高Si/Mg比，提高Mg2Si的析出数量。据此，通过实验优化和对比，确定Fe含量在0.1～0.25％，Mn含量在0.5～0.6％，Cr含量0～0.1％，Si含量在0.9～1.2％，减少了6082S薄板的冲压开裂可能。

2、本发明所公开的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，通过控制合金元素含量、铝合金铸锭轧制方式、固溶淬火的温度、速度，以及人工时效停留时间相互衔接的工艺要点，满足大批量生产要求，而且生产速度快，生产成本低，使处理后的铝合金板材性能稳定化时间长，成形性好，减少产品冲压开裂现象，提高产品使用寿命。

具体实施方式

下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。

实施例1～3和对比例1～3中6082S铝合金薄板配方见下表1：

表1

实施例1

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

C、将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至560℃，保温8h，随后冷却至500℃，保温2h，加热后的铸锭出炉后立即热轧为卷材，卷材厚度为7mm；

D、将热轧后的卷材冷轧至中间退火厚度，其中退火温度为380℃，保温时间为2h，中间退火厚度卷材厚度为3mm；

E、将中间退火后的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为0.9mm；

F、对成品厚度的卷材进行固溶淬火处理，其中固溶温度为560℃，保温时间20s；

G、对固溶淬火处理后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为175℃，保温8h。

实施例2

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

B、将熔铸后的铝合金铸锭置于加热炉均匀化热处理后切去头尾进行铣面，其均匀化热处理工艺为，熔铸后的铝合金铸锭升温至530℃，保温8h，随后冷却至500℃，保温2h，出炉；

C、将铣面后的铝合金铸锭出炉后热轧为卷材，卷材厚度为7mm；

D、将热轧后的卷材冷轧至中间退火厚度，其中退火温度为350℃，保温时间为2h，中间退火厚度卷材厚度为2.3mm；

E、将中间退火后的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为0.7mm；

F、对成品厚度的卷材进行固溶淬火处理，其中固溶温度为560℃，保温时间15s；

G、对固溶淬火处理后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为170℃，保温10h。

实施例3

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

C、将铣面后的铝合金铸锭置于加热炉进行均匀化热处理，均匀化热处理的工艺为：铝合金铸锭升温至560℃，保温10h，随后冷却至500℃，保温4h，加热后的铸锭出炉后立即热轧为卷材，卷材厚度为7mm；

D、将热轧后的卷材冷轧至中间退火厚度，其中退火温度为350℃，保温时间为2h，中间退火厚度卷材厚度为3.4mm；

E、将中间退火后的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为1.2mm；

G、对固溶淬火处理后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为180℃，保温6h。

对比例1

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

A、按照预定重量百分比，将上述6082S铝合金薄板各元素配料放入熔炼炉中熔炼，保温40min，经扒渣、过滤后，将铝液铸造成铝合金铸锭；

D、将热轧后的卷材冷轧至3mm厚度，随后在箱式退火炉中在380℃下保温2h后出炉冷却至室温；

E、将3mm厚度的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为0.9mm；

F、对成品厚度的卷材在连退线中在560℃下保温20s；

G、将退火后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为175℃，保温8h。

对比例2

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

E、将3mm厚度的卷材二次冷轧至成品厚度，成品厚度为0.9mm；

F、对成品厚度的卷材在连退线中在560℃下保温20s；

对比例3

一种冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，包括以下步骤：

D、将卷材冷却后冷轧至成品厚度，成品厚度为1.2mm；随后在连退线中在560℃下保温20s；

E、将退火后的卷材进行时效处理，其中时效处理温度为175℃，保温8h。

实施例1～3和对比例1～3所加工得到铝合金薄板取样进行力学性能和弯曲性能测试。检测结果如表2所示：

表2

由此可见，本发明所公开的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，通过控制合金元素含量、铝合金铸锭轧制方式、固溶淬火的温度、速度，以及人工时效停留时间相互衔接的工艺要点，使处理后的铝合金板材性力学性能有所提高，产品弯曲后表面良好，同时减少了产品冲压开裂现象，提高产品使用寿命。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims

1.一种冲压用6082S铝合金薄板，其特征在于，6082S铝合金薄板配方由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.9～1.2％、Fe：0.1～0.25％、Cu≤0.1％、Mn：0.5～0.6％、Mg：0.8～1.1％、Cr≤0.1％、Zn≤0.1％、Ti：0.01～0.02％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。

2.如权利要求1所述的冲压用6082S铝合金薄板，其特征在于，6082S铝合金薄板配方由以下元素组分按照重量百分比配制而成：Si：0.9～1.2％、Fe：0.2～0.25％、Cu≤0.1％、Mn：0.50～0.55％、Mg：0.8～1.0％、Cr≤0.1％、Zn≤0.1％、Ti：0.01～0.02％、单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al。

3.一种如权利要求1～2任一所述冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

4.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤A配料遵循如下过程：将配料依次投入熔炼炉中进行熔炼，并使用熔剂进行精炼覆盖，投料后待炉内出现铝水时开始搅拌，再经过精炼、扒渣得到合格成分后，将铝液从熔炼炉注入保温炉，然后利用氩气和氯气混合气将铝液中的氢及细小杂质带到表面，从而降低铝液中的氢含量。

5.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤A铝合金铸锭铸造过程中使用40～50ppi泡沫陶瓷板+玻纤布过滤，控制纯洁度，用Al-Ti-B合金做细化处理，保证铝合金铸锭晶粒度，确保铝合金铸锭中无气孔、夹杂、裂纹等缺陷。

6.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤C热轧后卷材的厚度为7～12mm。

7.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤D中间退火厚度卷材厚度为2～3.5mm。

8.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤E中成品厚度为0.7～1.2mm。

9.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤F固溶淬火方式为水淬或水雾淬。

10.如权利要求3所述的冲压用6082S铝合金薄板的加工工艺，其特征在于，步骤G时效处理温度为175℃，保温8h。