时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材及制造方法

摘要

时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材及制造方法，它涉及一种铝合金板材及其制造方法。本发明的目的是为解决时速二百公里铁路动车组现都采用不锈钢板，存在车体重量较重、成本高的问题。板材：按重量百分比由Si 0.30％、Fe0.35％、Cu0.20％、Mn：0.20～0.70％、Mg：1.00～2.00％、Cr0.30％、Zn：4.00～5.00％、Ti0.20％、Zr0.25％、V0.10％和余量Al制成。方法：固熔处理温度为470±2℃；预拉伸厚板60～90分钟，在低于34℃水中冷淬。本发明的板材抗拉强度≥315N/mm

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金板材及其制造方法。

背景技术

现有铁路客车车厢大都采用钢板或不锈钢板制造。时速二百公里铁路动车组现都采用不锈钢板，存在车体重量较重、成本高的缺点。

发明内容

本发明的目的是为解决时速二百公里铁路动车组现都采用不锈钢板，存在车体重量较重、成本高的问题，提供一种时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材及制造方法。本发明时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材按重量百分比由Si≤0.30％、Fe≤0.35％、Cu≤0.20％、Mn：0.20～0.70％、Mg：1.00～2.00％、Cr≤0.30％、Zn：4.00～5.00％、Ti≤0.20％、Zr≤0.25％、V≤0.10％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量的Al制成。本发明可焊接铝合金板材的制造方法按以下步骤实现：一、熔炼铸造合金铸锭；二、均匀化退火：在温度为450～460℃的条件下保温36～42小时；三、热轧：加热温度为370～410℃，保温时间为5～8小时；四、温轧：热轧后即进行中温轧制；五：中间退火：在450～460℃条件下退火3～4小时，然后在340～350℃条件下退火3～4小时；六：应力回火：在温度为150～200℃条件下保温2.5～3.5小时；七：淬火：固熔处理温度为470±2℃；保温：预拉伸厚板60～90分钟，在低于34℃水中冷淬，转移时间≤30秒钟；八：预拉伸变形：预拉伸厚板淬火后进行预拉伸，预拉伸变形量为1.5～3.0％；九：板材时效工艺：板材单级时效制度为：在115～125℃条件下进行20～28小时结束。

本发明制造的铝合金板材力学性能为：抗拉强度不小于315N/mm²，非比例延伸强度不小于195N/mm²，断后伸长率不小于11％。在生产过程中按上述性能要求生产的可焊接铝合金板材，其力学性能、抗应力腐蚀性能等各项指标符合标准及试验目标值，且表面平直，颜色均一，能够满足用户的使用要求。在工业生产中适用性强、可操作性强、指导性强，能够保证生产出合格的产品。本发明的方法工艺简单，产品合格率高。

本发明的铝合金板材可用来代替原来铁路货车车厢的钢铁结构材料，可显著减少车厢本体的重量，在相同牵引力的作用下，每节车厢可增加4吨左右的载重量。可焊接铝合金板材的密度只相当于钢的1/3。在相同条件下，与含铜耐磨钢车体结构相比，不锈钢车体的质量可减轻15％左右，而可焊接铝合金板材车体的质量可减轻35％以上。由于质量减轻，在同样牵引力条件下，可焊接铝合金板材车体可增加运量10％、节能9.6％～12.5％。此外，在牵引力相同的情况下，可使列车编组加长，无需另外加开列车。对于高速列车和双层客车来说，自重减轻可以大大减少运行阻力。在强度方面可焊接铝合金板材的抗拉强度可达到370N/mm²，可与软钢匹敌。可焊接铝合金板材具有良好的导热性，其散热性比钢好。由于可焊接铝合金铝板材表面可自然形成一层很薄的氧化铝保护膜，这层保护膜的表面硬度较高，不易破损，在大气中有很好的防腐蚀能力，因此，铝质车体的耐腐蚀性能优越，特别是梁柱等处的防腐，铝结构的优越性更加明显。铝合金板材具有优良的表面处理能力，可采用阳极氧化处理，也可以采用化学上色、喷涂、上漆等处理方法，这不仅大大提高了铝质车体的耐腐蚀性能，而且可使车体表面色彩调和、美观适用。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的时速二百公里铁路动车组用(Al-Zn-Mg)可焊接铝合金板材按重量百分比由Si≤0.30％、Fe≤0.35％、Cu≤0.20％、Mn：0.20～0.70％、Mg：1.00～2.00％、Cr≤0.30％、Zn：4.00～5.00％、Ti≤0.20％、Zr≤0.25％、V≤0.10％、单个杂质≤0.05％、合计杂质≤0.15％和余量的Al制成。

具体实施方式二：本实施方式的时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材按重量百分比由Si：0.19％、Fe：0.34％、Cu：0.19％、Mn：0.30～0.60％、Mg：1.90％、Cr：0.29％、Zn：4.10～4.90％、Ti：0.19％、Zr：0.24％、V：0.09％、单个杂质：0.04％、合计杂质：0.14％和余量的Al制成。

具体实施方式三：本实施方式的时速二百公里铁路动车组用可焊接铝合金板材按重量百分比由Si：0.18％、Fe：0.33％、Cu：0.18％、Mn：0.40～0.50％、Mg：1.80％、Cr：0.28％、Zn：4.20～4.80％、Ti：0.18％、Zr：0.23％、V：0.08％、单个杂质：0.04％、合计杂质：0.13％和余量的Al制成。

具体实施方式四：本实施方式时速二百公里铁路动车组用(Al-Zn-Mg)可焊接铝合金板材的制造方法按以下步骤实现：一、熔炼铸造合金铸锭；二、均匀化退火：在温度为450～460℃的条件下保温36～42小时；三、热轧：加热温度为370～410℃，保温时间为5～8小时；四、温轧：热轧后即进行中温轧制；五：中间退火：在450～460℃条件下退火3～4小时，然后在340～350℃条件下退火3～4小时；六：应力回火：在温度为150～200℃条件下保温2.5～3.5小时；七：淬火：固熔处理温度为470±2℃；保温：预拉伸厚板60～90分钟，在低于34℃水中冷淬，转移时间≤30秒钟；八：预拉伸变形：预拉伸厚板淬火后进行预拉伸，预拉伸变形量为1.5～3.0％；九：板材时效工艺：板材单级时效制度为：在115～125℃条件下进行20～28小时结束。

具体实施方式五：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭的新铝用量为铸锭总重量的5～20％。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭，加入的Mg、Zn为纯金属Mg、Zn。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式七：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭，加入的Mg控制在1.6～1.9％之间。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式八：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭，加入的Zn控制在4.5％。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式九：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭的铸造温度为700～710℃。其它与具体实施方式四相同。

具体实施方式十：本实施方式步骤一中熔炼铸造合金铸锭的铸造水压为0.03～0.09MPa。其它与具体实施方式四相同。