5083合金铸块均热加热工艺研究

张宏亮

(东北轻合金有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150060)

5083合金属于Al-Mg系硬合金，多采用先均热后加热的方式生产，为拓宽窄口，节约能源，在台车式铸锭加热炉进行5083合金铸块经均匀化热处理后直接进行热轧试验，结合生产实际，摸索出5083合金铸块的均热加热制度。研究5083合金铸块在台车式铸锭加热炉均匀化热处理时，铸块升温速度与加热定温、加热时间、铸块规格之间关系，并结合热轧情况确定合理的均热加热制度，为现场生产提供合理的生产工艺参数。

1 试验方案

采用熔铸分厂半连续铸造的5083合金铸块，铸块规格255～320×1040～1620×1000～3200(mm)，化学成分见表1。工艺流程：熔铸→锯边→铣面→均热加热→热轧→剪切→矫直→成品锯切→成品检验→包装交货。

表1 5083合金化学成分表

本试验采用半连续铸造的5083合金铸锭，经铸锭锯锯切、铣床铣面后，在台车式铸锭加热炉进行铸块均热加热试验，研究不同的加热定温与装炉量情况下，5083合金铸锭表层与芯部温度随时间变化情况，摸索5083合金铸锭的均热加热工艺制度。试验时在试验铸块芯层埋电偶，表面压电偶，用以监测铸块表层和芯层的温度变化情况。当铸块表层与芯部温度均进入工艺要求的温度时，保温一定时间出炉轧制，出炉时用叉式热电偶对铸块表层温度进行检测。

2 试验结果与分析

2.1 均热加热

第一炉铸块规格为300mm×1580mm×1500mm，装炉方式为每垛6块，共3垛，定温为550℃，均热加热升温曲线见图1。第二炉铸块规格为300mm×1580mm×1500mm，装炉方式为每垛4块，共3垛，定温为520℃，均热加热升温曲线见图2。

图1 第一炉5083均热加热升温曲线

图中低点、高点为埋电偶，中点为压电偶。从图1及图2可以看出，在高定温时，铸块先期的升温速度较快，但到达所需温度的时间与低定温的时间相差不大；另外装炉量越大，铸块高点与低点的温差越大，因为装炉量越大，炉内热传导效果不佳造成高点与低点温差较大。

图2 第二炉5083均热加热升温曲线

2.2 轧制

均热加热32小时后开始出炉轧制，用叉式电偶测出炉温度为440℃～460℃，终了温度为350℃～390℃，其中一块铸锭厚度280mm，热轧板厚度为25mm的5083轧制情况见表2。

从表2中可见均热直接加热铸块的出炉温度及终了温度均符合规程要求，轧制压下量为4mm～15mm，电流和轧制力均未超出轧机负荷；并且轧制后的表面质量满足标准要求，与正常均热铸块的表面质量基本一样。

2.3 组织和性能

2.3.1 力学性能

对其中9批热轧板材的力学性能值进行了检测，并与正常均火铸块性能值和标准要求性能值进行对比，详见表3。

表2 5083合金轧制工艺

表3 力学性能

从表3中可以看出均热直接加热5083铸块轧制板材的力学性能满足标准要求，并且与正常均热加热5083铸块轧制板材的性能值相差不大。

2.3.2 冲击功性能

此次共对5批板材进行了冲击功性能检测，并与正常均热铸块性能值和标准要求性能值进行对比，详见表4。

表4 冲击功性能

从表4中可以看出均热直接加热5083铸块轧制出的板材冲击功性能满足标准值要求，并且与正常均热加热5083铸块轧制板材的冲击功性能值差别不大。

2.3.3 偏光组织

均热直接加热铸块轧制的热轧板与正常均热加热铸块轧制的热轧板偏光组织照片见图3、图4。

图3 20mm热轧板偏光组织照片(均热直接加热铸块)，×200

图4 20mm热轧板偏光组织照片(正常均热加热铸块)，×200

从图3、图4可以看出，均热直接加热5083铸块轧制的热轧板与正常均热加热5083铸块轧制的热轧板均为典型的热加工组织。

3 结论

1)根据以上的实验结果分析确定，应采用较低的定温与合适的装炉量，并对预设制度进行了微调，最终5083均热加热制度见表5；

2)此次均热加热试验时间为32h，比正常均热加热时间节省14h左右，生产的板材组织和力学性能满足标准要求；

表5 5083均热加热制度

3)此次铣面每块料用时15分钟，铣面时每面铣面量4mm～6mm，每面铣两刀，而正常均热5083铸块铣面量8mm～10mm，每面铣一刀，因此不均热铸块的铣面效率较低；

4)本次轧制的5083铸块压下量只有个别道次达到14mm～15mm，其它道次都在9mm～11mm，较正常均热铸块12mm～18mm的压下量普遍偏低，轧制道次比正常均热加热5083多2～4道次。