一种生产船舶用铝合金型材的工艺的制作方法

1.本发明涉及铝合金型材技术领域，尤其涉及一种生产船舶用铝合金型材的工艺。


背景技术：

2.船舶是各种船只的总称。船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。船舶是一种主要在地理水中运行的人造交通工具。另外，民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统。外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料。
3.目前市场上已有的船舶用铝合金型材用在船舶上之后，由于船舶的形状复杂，相关尺寸多，外形轮廓大，而且壁厚变化剧烈，极为不对称，当船舶在水上走时，水会冲击在船舶的表面上，导致铝合金型材形变，所以铝合金需要足够的强度才能撑住水的冲击力。
4.为此，我们提出一种生产船舶用铝合金型材的工艺。


技术实现要素：

5.本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种生产船舶用铝合金型材的工艺。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种生产船舶用铝合金型材的工艺，包括铝合金本体，所述铝合金型材包括以下重量份原料：铝al：余量、硅si：0.5份、铜cu：3.8-4.9份、镁mg：1.2-1.8份、锌zn：0.5份、锰mn：0.3-0.9份、钛ti：0.15份、镍ni：0.1份、铁fe：0.5份；
7.其制备工艺包括以下工作步骤：
8.第一步：模具制作；
9.第二步：铝合金铸造；
10.第三步：铝合金挤压；
11.第四步：铝合金热处理与精整。
12.作为优选，所述第一步中根据所需要制作的铝合金形状制作相对应的模型，采用了合理的模孔布置，在厚壁处设计阻碍角等措施。
13.作为优选，所述第一步中的模具选用4cr5mosivi钢，在1130℃下进行高温淬火，在630℃选行多次中低温回火，硬度为hrc(44-48)多次中低温回火，硬度为hrc(44-48)。
14.作为优选，所述第二步中按照硅si：0.5份、铜cu：3.8-4.9份、镁mg：1.2-1.8份、锌zn：0.5份、锰mn：0.3-0.9份、钛ti：0.15份、镍ni：0.1份、铁fe：0.5份的分量放入模具的内部，。
15.作为优选，所述第二步中采用半连续铸造法，铸成φ(550-650)毫米的铸锭，浇铸温度为(700-750)摄氏度，铸造速度为(20-55)毫米/分钟，水压为(0.2-0.6)兆帕。
16.作为优选，所述第二部中溶体经溶剂溶剂精炼，玻璃板和陶瓷过滤板进行过滤，al-ti-b丝细化处理，mint法除气，以控制铝溶体的纯净度，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺。
17.作为优选，所述第三步中将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟。
18.作为优选，所述第四步中将第三步中的铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内。
19.作为优选，所述第四步中将铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形。
20.有益效果
21.本发明提供了一种生产船舶用铝合金型材的工艺。具备以下有益效果：
22.(1)、该一种生产船舶用铝合金型材的工艺，将铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内，为了保证三向性能和组织均匀，最大限度地消除残余应力和刀弯变形，铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形，自然时效即可测到量力学性能，经拉矫的铝合金型材强度指标可提高，达到了提高铝合金的性能的效果。
23.(2)、该一种生产船舶用铝合金型材的工艺，由于船舶的形状复杂，相关尺寸多，外形轮廓大，而且壁厚变化剧烈，极为不对称，为了平衡金属流动，采用了合理的模孔布置，在厚壁处设计阻碍角等措施，大大消除了很难消除的刀弯废品，达到了方便铝合金的铸造的效果。
24.(3)、该一种生产船舶用铝合金型材的工艺，选用4cr5mosivi钢，在1130℃下进行高温淬火，在630℃选行多次中低温回火，此时模具的硬度为hrc(44-48)，通过提高模具的硬度，使模具更加的耐用，达到了提高模具的使用寿命的效果。
25.(4)、该一种生产船舶用铝合金型材的工艺，将铝合金制作所需的材料放入模具的内部，采用半连续铸造法，铸成φ(550-650)毫米的铸锭，浇铸温度为(700-750)摄氏度，铸造速度为(20-55)毫米/分钟，水压为(0.2-0.6)兆帕，溶体经溶剂溶剂精炼，玻璃板和陶瓷过滤板进行过滤，al-ti-b丝细化处理，mint法除气，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺，达到了方便控制铝溶体的纯净度的效果。
26.(5)、该一种生产船舶用铝合金型材的工艺，将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟，达到了方便对铝合金的进行挤压的效果。
具体实施方式
27.基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
b丝细化处理，mint法除气，以控制铝溶体的纯净度，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺；
38.第三步：铝合金挤压，将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟；
39.第四步：铝合金热处理与精整，将第三步中的铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内，为了保证三向性能和组织均匀，由于铝合金型材断面大且形状复杂，壁厚相差悬殊，因此变形极不均匀，淬火后残余应力大，易产生刀弯等变形，给铝合金型材的矫直带来了很大困难。为了最大限度地消除残余应力和刀弯变形，铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形，自然时效即可测到量力学性能，经拉矫的铝合金型材强度指标可提高。
40.实施例三：一种生产船舶用铝合金型材的工艺，包括铝合金本体，所述铝合金型材包括以下重量份原料：铝al：余量、硅si：0.5份、铜cu：4份、镁mg：1.5份、锌zn：0.5份、锰mn：0.5份、钛ti：0.15份、镍ni：0.1份、铁fe：0.5份。
41.其制备工艺包括以下工作步骤：
42.第一步：模具制作，根据所需要制作的铝合金形状制作相对应的模型，由于船舶的形状复杂，相关尺寸多，外形轮廓大，而且壁厚变化剧烈，极为不对称，为了平衡金属流动，采用了合理的模孔布置，在厚壁处设计阻碍角等措施，大大消除了很难消除的刀弯废品，选用4cr5mosivi钢，在1130℃下进行高温淬火，在630℃选行多次中低温回火，硬度为hrc(44-48)；
43.第二步：铝合金铸造，按照硅si：0.5份、铜cu：4份、镁mg：1.5份、锌zn：0.5份、锰mn：0.5份、钛ti：0.15份、镍ni：0.1份、铁fe：0.5份的分量放入模具的内部，采用半连续铸造法，铸成φ(550-650)毫米的铸锭，浇铸温度为(700-750)摄氏度，铸造速度为(20-55)毫米/分钟，水压为(0.2-0.6)兆帕，溶体经溶剂溶剂精炼，玻璃板和陶瓷过滤板进行过滤，al-ti-b丝细化处理，mint法除气，以控制铝溶体的纯净度，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺；
44.第三步：铝合金挤压，将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟；
45.第四步：铝合金热处理与精整，将第三步中的铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内，为了保证三向性能和组织均匀，由于铝合金型材断面大且形状复杂，壁厚相差悬殊，因此变形极不均匀，淬火后残余应力大，易产生刀弯等变形，给铝合金型材的矫直带来了很大困难。为了最大限度地消除残余应力和刀弯变形，铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形，自然时效即可测到量力学性能，经拉矫的铝合金型材强度指标可提高。
b丝细化处理，mint法除气，以控制铝溶体的纯净度，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺；
56.第三步：铝合金挤压，将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟；
57.第四步：铝合金热处理与精整，将第三步中的铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内，为了保证三向性能和组织均匀，由于铝合金型材断面大且形状复杂，壁厚相差悬殊，因此变形极不均匀，淬火后残余应力大，易产生刀弯等变形，给铝合金型材的矫直带来了很大困难。为了最大限度地消除残余应力和刀弯变形，铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形，自然时效即可测到量力学性能，经拉矫的铝合金型材强度指标可提高。
58.本发明的工作原理：
59.本发明中，将铝合金放入立式空气强制循环炉内进行淬火，温差用微机控制在
±
4℃范围内，为了保证三向性能和组织均匀，最大限度地消除残余应力和刀弯变形，铝合金型材淬火后2小时内采用专用垫块在控矫机上进行拉矫，矫直力达15牛米，拉矫率为2.5％-3.0％，必要时可在压力机上进行局部校形，自然时效即可测到量力学性能，经拉矫的铝合金型材强度指标可提高，达到了提高铝合金的性能的效果。
60.本发明中，由于船舶的形状复杂，相关尺寸多，外形轮廓大，而且壁厚变化剧烈，极为不对称，为了平衡金属流动，采用了合理的模孔布置，在厚壁处设计阻碍角等措施，大大消除了很难消除的刀弯废品，达到了方便铝合金的铸造的效果。
61.本发明中，选用4cr5mosivi钢，在1130℃下进行高温淬火，在630℃选行多次中低温回火，此时模具的硬度为hrc(44-48)，通过提高模具的硬度，使模具更加的耐用，达到了提高模具的使用寿命的效果。
62.本发明中，将铝合金制作所需的材料放入模具的内部，采用半连续铸造法，铸成φ(550-650)毫米的铸锭，浇铸温度为(700-750)摄氏度，铸造速度为(20-55)毫米/分钟，水压为(0.2-0.6)兆帕，溶体经溶剂溶剂精炼，玻璃板和陶瓷过滤板进行过滤，al-ti-b丝细化处理，mint法除气，确保一级疏松，一级氧化膜，一级晶粒度，铸锭经均匀化处理后，车皮切成定尺，达到了方便控制铝溶体的纯净度的效果。
63.本发明中，将铝合金铸锭装入步进式加热炉加热并保温后，在挤压机上用φ650mm
×
2000mm圆挤压筒进行平面模正向无润滑挤压，其中挤压系数为12.3，残料长度为120mm，挤出长度为大于等于15000毫米，锭温为440-470摄氏度，筒温为450-480摄氏度，模温为350-400摄氏度，挤压速度为3-6毫米每分钟，达到了方便对铝合金的进行挤压的效果。
64.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。