本發明涉及有色金屬鑄造技術領域，尤其是一種鋁合金板材的熱處理和機械加工方法。
背景技術：
鋁合金是純鋁中添加一系列其他元素鑄造而成，鋁及鋁合金的常規力學性能隨著合金種類、狀態以及各個添加元素含量的不同，其抗拉強度可在50～800MPa之間變化，其屈服強度可在10～700MPa之間變化，延伸率可在2％～50％之間變化。相比較其它材料，鋁合金具有以下優點：質輕、強度高、耐腐蝕、無毒害、導電導熱性能好、易加工、表面裝飾性能優良等，鋁合金已經在各個領域范圍內占據著重要地位。目前，公知的鋁合金板材的鑄造方法鑄造出來的鋁合金圓錠經均勻化熱處理、機械加工、預熱處理、熱軋、橫切、固溶和淬火熱處理、拉伸、人工時效、機械加工后的鋁合金板材成品金屬光澤度暗，表面存在條紋、異色等表面缺陷。
技術實現要素：
本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種改進的鋁合金板材的熱處
理和機械加工方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：第一步：配料，將計算好的鋁錠、Zn中間合金、Cu中間合金投入熔煉爐中，Mg以純金屬形式加入，待鋁錠完全熔化后在投入鎂錠，其中成分的重量百分比為：Zn5.6～6.4%、Mg1.9～2.4%、Si0.06～0.12%、Fe0.09～0.15%、Cu0.06～0.09%，其他單個元素含量≤0.04%，余量為Al重量百分比；第二步：熔煉，投入鎂錠后，進行充分電磁攪拌、扒渣，在爐前取樣分析進行成分調整，熔煉保溫溫度為690～720℃，熔煉時間小于8h；第三步：精煉，a.將熔體轉入保溫爐中通入氯氣+氬氣混合氣體進行精煉，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的8～20%，精煉溫度為710～740℃，精煉時間小于2h；b.靜置<3h；c.在線除氣、除渣：在除氣裝置中通入氯氣+氬氣混合氣體進行除氣，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的13～25%，過濾裝置使用30ppi或40ppi過濾板進行過濾除渣；第四步：半連續鑄造，采用直接水冷半連續鑄造的鋁合金圓錠，鑄造溫度為680～715℃，冷卻水流量為100～330m3/hr，鑄造速度為20～60mm/min，結晶器金屬液位40～100mm，不在線添加任何晶粒細化劑；第五步：均勻化熱處理；第六步：機械加工；第七步：鑄錠軋制前預熱處理；第八步：熱軋；第九步：卷材橫切成板材；第十步：固溶和淬火熱處理；第十－步：拉伸矯直，第十二步：時效熱處理；第十三步：鋸切加工。在所述的第五步均勻化熱處理中鑄造出鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行低溫長時均勻化熱處理，升溫速率為20～80℃/h，保溫溫度為350～500℃，保溫時間為12～60h；在所述的第六步機械加工中，鋁合金圓錠經熱處理后，用車床進行切頭、切尾各80～300mm，車皮5～25mm，鋸床的鋸切工藝為鋸帶速度：1600～2500m/mn；鋸切速度：20～80dm2/mn，60～300mm/mn；進料速度：30～80%，20～100mm/mn；料臺速度：25～120mm/mn，按照上述工藝將鋁合金圓錠沿厚度中間面一分二；在所述的第七步鑄錠軋制前預熱處理中，經機械加工的鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行預熱處理，預熱溫度為160～220℃，保溫時間為8～12min；在所述的第八步熱軋中，a.釆用IHI四輥不可逆熱軋機熱軋；b.軋制力為300～600t；c.軋制速度為100～400m/min；d.開卷張力為13～22MPa；e.卷取張力為18～30MPa；f.經熱軋4個道次鋁合金卷帶材熱軋加工率為80～90%；在所述的第九步將卷材橫切成板材中，用橫切機將卷帶材切成板材；在所述的第十步固溶和淬火熱處理中，在輥體爐內進行固溶熱處理，將鋁合金板材加熱到固溶溫度520～580℃，恒溫保持2～3h，然后進行淬火熱處理，將鋁合金板材從輥體爐內取出急速淬入60～80℃水中，使鋁合金板材急冷并在水中冷至室溫；在所述的第十一步拉伸矯直中，鋁合金板材用拉伸機進行矯直；在所述的第十二步時效熱處理中，鋁合金板材在熱處理爐內進行時效熱處理，加熱到為170～180℃，保溫時間為5～20h，出爐空冷至室溫；在所述的第十三步鋸切加工中，鋁合金板材經人工時效后，用鋸床進行鋸切：鋸切速度：20～100dm2/mn，80～320mm/mn；進料速度：40～80%，20～100mm/mn；料臺速度：25～120mm/mn，按照上述工藝加工成不同規格的鋁合金板材為4～8mm×800～2700mm×3000～7000mm規格。
本發明的有益效果是：該鋁合金板材表面光澤性好、缺陷少、氧化膜強度高，不會出現表面顏色偏黃，同時保留了鋁合金強度高的優點，特別適合用于制造電子產品的結構件或外殼裝飾性產品。
具體實施方式
實施例1：
本實施例的一種鋁合金板材的熱處理和機械加工方法，包括下述幾個步驟：第一步：配料，將計算好的鋁錠、Zn中間合金、Cu中間合金投入熔煉爐中，Mg以純金屬形式加入，待鋁錠完全熔化后在投入鎂錠，其中成分的重量百分比為：Zn5.6%、Mg1.9%、Si0.06%、Fe0.09%、Cu0.06%，其他單個元素含量≤0.04%，余量為Al重量百分比；第二步：熔煉，投入鎂錠后，進行充分電磁攪拌、扒渣，在爐前取樣分析進行成分調整，熔煉保溫溫度為690℃，熔煉時間小于8h；第三步：精煉，a.將熔體轉入保溫爐中通入氯氣+氬氣混合氣體進行精煉，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的8%，精煉溫度為710℃，精煉時間小于2h；b.靜置<3h；c.在線除氣、除渣：在除氣裝置中通入氯氣+氬氣混合氣體進行除氣，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的13%，過濾裝置使用30ppi或40ppi過濾板進行過濾除渣；第四步：半連續鑄造，采用直接水冷半連續鑄造的鋁合金圓錠，鑄造溫度為680℃，冷卻水流量為100m3/hr，鑄造速度為20mm/min，結晶器金屬液位40mm，不在線添加任何晶粒細化劑；第五步：均勻化熱處理，鑄造出鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行低溫長時均勻化熱處理，升溫速率為20℃/h，保溫溫度為350℃，保溫時間為12h；第六步：機械加工，鋁合金圓錠經熱處理后，用車床進行切頭、切尾各80mm，車皮5mm，鋸床的鋸切工藝為鋸帶速度：1600m/mn；鋸切速度：20dm2/mn，60mm/mn；進料速度：30%，20mm/mn；料臺速度：25mm/mn，按照上述工藝將鋁合金圓錠沿厚度中間面一分二；第七步：鑄錠軋制前預熱處理，經機械加工的鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行預熱處理，預熱溫度為160℃，保溫時間為8min；第八步：熱軋，a.釆用IHI四輥不可逆熱軋機熱軋；b.軋制力為300t；c.軋制速度為100m/min；d.開卷張力為13MPa；e.卷取張力為18MPa；f.經熱軋4個道次鋁合金卷帶材熱軋加工率為80%；第九步：將卷材橫切成板材，用橫切機將卷帶材切成板材；第十步：固溶和淬火熱處理，在輥體爐內進行固溶熱處理，將鋁合金板材加熱到固溶溫度520℃，恒溫保持2h，然后進行淬火熱處理，將鋁合金板材從輥體爐內取出急速淬入60℃水中，使鋁合金板材急冷并在水中冷至室溫；第十一步：拉伸矯直，鋁合金板材用拉伸機進行矯直；第十二步：時效熱處理，鋁合金板材在熱處理爐內進行時效熱處理，加熱到為170℃，保溫時間為5h，出爐空冷至室溫；第十三步：鋸切加工，鋁合金板材經人工時效后，用鋸床進行鋸切：鋸切速度：20dm2/mn，80mm/mn；進料速度：40%，20mm/mn；料臺速度：25mm/mn，按照上述工藝加工成不同規格的鋁合金板材為4mm×800mm×3000mm規格。
實施例2：
本實施例的一種鋁合金板材的熱處理和機械加工方法，包括下述幾個步驟：第一步：配料，將計算好的鋁錠、Zn中間合金、Cu中間合金投入熔煉爐中，Mg以純金屬形式加入，待鋁錠完全熔化后在投入鎂錠，其中成分的重量百分比為：Zn6.0%、Mg2.15%、Si0.09%、Fe0.12%、Cu0.075%，其他單個元素含量≤0.04%，余量為Al重量百分比；第二步：熔煉，投入鎂錠后，進行充分電磁攪拌、扒渣，在爐前取樣分析進行成分調整，熔煉保溫溫度為705℃，熔煉時間小于8h；第三步：精煉，a.將熔體轉入保溫爐中通入氯氣+氬氣混合氣體進行精煉，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的14%，精煉溫度為725℃，精煉時間小于2h；b.靜置<3h；c.在線除氣、除渣：在除氣裝置中通入氯氣+氬氣混合氣體進行除氣，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的19%，過濾裝置使用30ppi或40ppi過濾板進行過濾除渣；第四步：半連續鑄造，采用直接水冷半連續鑄造的鋁合金圓錠，鑄造溫度為695℃，冷卻水流量為215m3/hr，鑄造速度為40mm/min，結晶器金屬液位70mm，不在線添加任何晶粒細化劑；第五步：均勻化熱處理，鑄造出鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行低溫長時均勻化熱處理，升溫速率為50℃/h，保溫溫度為425℃，保溫時間為36h；第六步：機械加工，鋁合金圓錠經熱處理后，用車床進行切頭、切尾各190mm，車皮15mm，鋸床的鋸切工藝為鋸帶速度：2050m/mn；鋸切速度：50dm2/mn，180mm/mn；進料速度：55%，60mm/mn；料臺速度：72.5mm/mn，按照上述工藝將鋁合金圓錠沿厚度中間面一分二；第七步：鑄錠軋制前預熱處理，經機械加工的鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行預熱處理，預熱溫度為190℃，保溫時間為10min；第八步：熱軋，a.釆用IHI四輥不可逆熱軋機熱軋；b.軋制力為450t；c.軋制速度為250m/min；d.開卷張力為17.5MPa；e.卷取張力為24MPa；f.經熱軋4個道次鋁合金卷帶材熱軋加工率為85%；第九步：將卷材橫切成板材，用橫切機將卷帶材切成板材；第十步：固溶和淬火熱處理，在輥體爐內進行固溶熱處理，將鋁合金板材加熱到固溶溫度550℃，恒溫保持2.5h，然后進行淬火熱處理，將鋁合金板材從輥體爐內取出急速淬入70℃水中，使鋁合金板材急冷并在水中冷至室溫；第十一步：拉伸矯直，鋁合金板材用拉伸機進行矯直；第十二步：時效熱處理，鋁合金板材在熱處理爐內進行時效熱處理，加熱到為175℃，保溫時間為12.5h，出爐空冷至室溫；第十三步：鋸切加工，鋁合金板材經人工時效后，用鋸床進行鋸切：鋸切速度：60dm2/mn，220mm/mn；進料速度：60%，60mm/mn；料臺速度：72.5mm/mn，按照上述工藝加工成不同規格的鋁合金板材為6mm×1750mm×5000mm規格。
實施例3：
本實施例的一種鋁合金板材的熱處理和機械加工方法，包括下述幾個步驟：第一步：配料，將計算好的鋁錠、Zn中間合金、Cu中間合金投入熔煉爐中，Mg以純金屬形式加入，待鋁錠完全熔化后在投入鎂錠，其中成分的重量百分比為：Zn6.4%、Mg2.4%、Si0.12%、Fe0.15%、Cu0.09%，其他單個元素含量≤0.04%，余量為Al重量百分比；第二步：熔煉，投入鎂錠后，進行充分電磁攪拌、扒渣，在爐前取樣分析進行成分調整，熔煉保溫溫度為720℃，熔煉時間小于8h；第三步：精煉，a.將熔體轉入保溫爐中通入氯氣+氬氣混合氣體進行精煉，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的20%，精煉溫度為740℃，精煉時間小于2h；b.靜置<3h；c.在線除氣、除渣：在除氣裝置中通入氯氣+氬氣混合氣體進行除氣，氯氣占氬氣和氯氣混合氣體總量的25%，過濾裝置使用30ppi或40ppi過濾板進行過濾除渣；第四步：半連續鑄造，采用直接水冷半連續鑄造的鋁合金圓錠，鑄造溫度為715℃，冷卻水流量為330m3/hr，鑄造速度為60mm/min，結晶器金屬液位100mm，不在線添加任何晶粒細化劑；第五步：均勻化熱處理，鑄造出鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行低溫長時均勻化熱處理，升溫速率為80℃/h，保溫溫度為500℃，保溫時間為60h；第六步：機械加工，鋁合金圓錠經熱處理后，用車床進行切頭、切尾各300mm，車皮25mm，鋸床的鋸切工藝為鋸帶速度：2500m/mn；鋸切速度：80dm2/mn，300mm/mn；進料速度：80%，100mm/mn；料臺速度：120mm/mn，按照上述工藝將鋁合金圓錠沿厚度中間面一分二；第七步：鑄錠軋制前預熱處理，經機械加工的鋁合金圓錠裝進熱處理爐里進行預熱處理，預熱溫度為220℃，保溫時間為12min；第八步：熱軋，a.釆用IHI四輥不可逆熱軋機熱軋；b.軋制力為600t；c.軋制速度為400m/min；d.開卷張力為22MPa；e.卷取張力為30MPa；f.經熱軋4個道次鋁合金卷帶材熱軋加工率為90%；第九步：將卷材橫切成板材，用橫切機將卷帶材切成板材；第十步：固溶和淬火熱處理，在輥體爐內進行固溶熱處理，將鋁合金板材加熱到固溶溫度580℃，恒溫保持3h，然后進行淬火熱處理，將鋁合金板材從輥體爐內取出急速淬入80℃水中，使鋁合金板材急冷并在水中冷至室溫；第十一步：拉伸矯直，鋁合金板材用拉伸機進行矯直；第十二步：時效熱處理，鋁合金板材在熱處理爐內進行時效熱處理，加熱到為180℃，保溫時間為20h，出爐空冷至室溫；第十三步：鋸切加工，鋁合金板材經人工時效后，用鋸床進行鋸切：鋸切速度：100dm2/mn，320mm/mn；進料速度：80%，100mm/mn；料臺速度：120mm/mn，按照上述工藝加工成不同規格的鋁合金板材為8mm×2700mm×7000mm規格。
以上對本發明的具體實施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發明的范圍，本發明的保護范圍由隨附的權利要求書限定，仼何在本發明權利要求基礎上的任何修改、等同替換和改進等，均落入本發明的保護范圍之內。