本发明属于铝合金制造,具体为一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺。
背景技术:
1、al-mg-si合金具有较高的强度和良好的耐蚀性,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑和电子器件等领域。其中半导体精密零部件如腔室、内衬和卡盘等的工作环境一般为真空和酸性腐蚀气体环境,对铝合金板材的耐蚀性要求更高,因此表面通常需要进行包括硬质氧化、清洗等类型的表面处理。此外,该类型产品普遍要求低的fe元素含量,原因是合金中fe元素富集形成的富fe相在热处理过程中较难回溶至基体内,呈针状或骨骼状聚集在晶界处,会显著降低合金的耐蚀性。
2、但目前国内传统工艺生产的低fe含量al-mg-si合金硬质氧化后表面容易出现氧化花斑,导致板材的耐腐蚀时间缩短,降低零部件的使用寿命。且存在局部点异常腐蚀的可能,导致零部件提前报废,影响产线的稳定性和可靠性。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明为了解决低fe含量al-mg-si合金硬质氧化后容易出现氧化花斑的问题,提供了一种fe含量≤0.09wt%的al-mg-si合金的厚板生产工艺,可有效消除硬质氧化表面花斑,保证采用该板材生产零部件的外观颜色均匀无色差,提高其可靠性和使用寿命,为半导体生产设备国产化开发提供支持。
2、为解决上述问题,本发明提供了一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,包括以下步骤:
3、a、配料:配制al-mg-si合金各组分原料;
4、b、熔铸:将各组分原料按难熔到易熔顺序加入到熔炼炉中熔炼,经搅拌、扒渣、精炼、静置、除气、过滤后铸成合金铸锭;其中细化剂al-5ti-1b的添加量为1.5-2.0kg/t;
5、c、均热:铸锭升温至555-575℃,保温24-28h,风冷3-6h后出炉;
6、d、锯切铣面:对铸锭进行切头尾,并铣除表面凝壳层;
7、e、热轧:将锯铣后的铸锭加热至540-570℃,保温5-10h,然后出炉轧制,板材终轧温度控制为490-530℃;
8、f、固溶淬火:切除板材头尾及宽度废料后进行固溶处理,板材升温至500-530℃,保温90-120min后出炉淬火;
9、g、拉伸:板材淬火完成后进行拉伸处理,拉伸率控制范围为1.5-2.5%;
10、h、时效:板材随炉升温至160-180℃,保温12-14h。
11、进一步地,al-mg-si合金厚板为150-250mm厚的al-mg-si板材。
12、进一步地,步骤a中al-mg-si合金按照质量百分比由以下元素组分组成,si:0.60%-0.70%、fe:≤0.09%、cu:0.15%-0.30%、mn:≤0.10%、mg:0.95%-1.15%、cr:0.23%-0.35%、zn:≤0.04%、ti:0.020%-0.030%、单个杂质≤0.05%、杂质合计≤0.15%,余量为铝。
13、进一步地,步骤b熔铸过程过滤采用40+50ppi的陶瓷过滤板。
14、进一步地,步骤b熔铸过程细化剂al-5ti-1b的添加量为1.6-1.8kg/t。
15、进一步地,步骤c均热过程铸锭升温速率控制为35-45℃/min。
16、进一步地,步骤e热轧过程中铸锭温度全程保持不低于490℃。
17、进一步地,步骤e轧制过程中所有道次压下量≤35mm,优选≤30mm,轧制速度≥1.8mm/s。
18、与现有技术相比,本发明的有益效果为:
19、本发明主要对150-250mm厚低fe含量al-mg-si板材组织进行工艺优化,具体为控制细化剂添加量、高温小变形量轧制和低温固溶的工艺组合,制备出的fe含量≤0.09wt%的al-mg-si合金厚板可保证硬质氧化后表面呈均匀黑色,无氧化花斑。熔铸工艺控制合适的细化剂添加量,可以有效细化铸态晶粒组织,保证较小的原始晶粒尺寸。热轧工艺采用高温小变形量轧制,减少变形抗力,控制较小的晶格畸变和较低的储能状态。固溶工艺采用低温固溶,减少过程中晶粒的再结晶及长大。多工序的工艺组合保证板材晶粒呈现均匀细小的状态,硬质氧化后表面可避免出现氧化花斑,颜色呈均匀黑色,同时可优化合金的延伸率和耐腐蚀性能。
1.一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,al-mg-si合金厚板为150-250mm厚的al-mg-si板材。
3.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤a中al-mg-si合金按照质量百分比由以下元素组分组成,si:0.60%-0.70%、fe:≤0.09%、cu:0.15%-0.30%、mn:≤0.10%、mg:0.95%-1.15%、cr:0.23%-0.35%、zn:≤0.04%、ti:0.020%-0.030%、单个杂质≤0.05%、杂质合计≤0.15%,余量为铝。
4.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤b熔铸过程中过滤采用40+50ppi的陶瓷过滤板。
5.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤b熔铸过程中细化剂al-5ti-1b的添加量为1.6-1.8kg/t。
6.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤c均热过程铸锭升温速率控制为35-45℃/min。
7.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤e热轧过程中铸锭温度全程保持不低于490℃。
8.根据权利要求1所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤e轧制过程中所有道次压下量≤35mm,轧制速度≥1.8mm/s。
9.根据权利要求7所述的一种消除al-mg-si合金厚板表面氧化花斑的生产工艺,其特征在于,步骤e轧制过程中所有道次压下量≤30mm。
