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加铝伊苏尔轧制厂-全球最大的综合性航空航天铝材企业(续)

王祝堂

【期刊名称】《有色金属加工》

【年(卷),期】2010(039)001

【总页数】4页(P1-3,12)

【作者】王祝堂

【作者单位】中国有色金属加工工业协会,北京,100814

【正文语种】中文

4厚板系统

伊苏尔轧制厂航空用厚板典型生产工艺流程为原料→熔炼→铸造→铸锭均匀化→铸

锭铣面→加热→热轧→剪切→冷轧(12mm以上不冷轧)→固溶热处理→淬火→预

拉伸→超声波探伤→人工时效→涡流电导率检测→锯切→精锯切。

伊苏尔轧制厂生产的2×××系及7×××系合金航空厚板的厚度为6.35mm～

152.4mm(0.250英寸～6.000英寸),非航空厚板及模具厚板的最大厚度可达254

mm(10英寸),最大宽度3048mm(120英寸),而制造机翼零件厚板的最大长度为

36m,这是专为A380飞机生产的。美国材料试验学会标准(ASTMB209M)中对

铝合金厚板的定义是厚度6.35mm以上、边不经过剪切或锯切,横截面为矩形的轧

制产品。笔者认为在中国可将厚度大于6.0mm的板材定义为厚板,由于中国习惯

上有中厚板这一名称,考虑到这一点,建议将厚度为6mm～60mm的板材称为中

板,而将厚度大于60mm的称为厚板。

4.1热轧

伊苏尔轧制厂有1条(1+3)式热连轧生产线,热粗轧机辊面宽度3300mm,精轧机

列为2800mm,其厚板热粗轧机并不算先进,仅能生产厚12mm以上的热轧板,轧

制力较小,单电机传动;带有厚度AGC自动控制系统;无立辊无弯辊系统。但操作与

工艺参数控制都实现了计算机自动控制,粗轧机的技术参数为支承辊Φ1400

mm×3300mm,工作辊700mm×3300mm,铸锭最大550mm×3100mm×8

000mm,最大质量15t,最大轧制速度180m/min,主电机功率4500kW,最大轧

制力30MN,产品最薄厚度12mm,产品最大宽度3048mm。热轧前将均匀化后

经铣面的铸锭在坑式电炉内加热到热轧温度,热轧后的厚板冷却到室温后进行切边

与锯切头尾然后进行固溶热处理。

4.2固溶处理与淬火

航空2×××系、6×××系及7×××系铝合金板材都要经固溶处理与淬火,其特点是

2×××系硬合金的过烧敏感性大,特别是航空上应用最广泛的2024合金由于有熔点

为507℃的(α+θ+S)共晶,而淬火温度490℃～501℃与共晶点温度十分接近,是最

易产生过烧的合金,因此固溶加热温度必须严格控制;为了保证板材淬火后性能的均

一性,厚板表面、中心温差要尽可能地小;航空铝合金对淬火转移时间敏感,易发生所

谓“延迟淬火”,由此不能获得最佳力学性能,使材料晶间腐蚀加剧;通常2×××系合

金的淬火转移时间短于20s,7×××系合金的淬火转移时间短于15s。

传统固溶处理多在盐浴炉中进行,从盐浴炉到淬火水槽间的转移用天车吊料,转移时

间长,一般在十几秒以上,可使硬铝合金晶间腐蚀加重,严重影响产品的耐腐蚀性能;变

形大,性能不稳定,无法生产出高质量的产品。此外,盐浴剂是强氧化剂,除对环境有污

染外也给安全生产带来一定的隐患。

由于传统固溶淬火处理存在以上不足,20世纪70年代末开发了专用于航空用铝合

金厚板的热风循环辊底式固溶热处理/淬火技术,其优点是处理的厚板规格范围较大,

加热速度快,保温时间短,生产效率高,操作安全;热处理温度控制准确(奥地利Ebner

公司生产的Hicon辊底炉在保温阶段可将温差控制在±1℃以内);淬火转移时间

短,“延迟淬火”效应小,板材在加热炉中加热(固溶处理)后立即进入喷淋区,(现今

的辊底炉技术)可将该时间控制在13s以内;更快、更均匀的冷却速率,用大流量的

去离子冷却水对板材上下表面同时进行喷淋冷却(淬火),使板材具有细小、均匀的强

化组织,性能稳定;同时由于厚板表面和中心的冷却速率接近,淬火后翘曲变形小,板形

能满足当前最严格的要求,冶金组织达到AMS2772标准;板材表面无划伤、洁净、

环保,低污染排故。

现在辊底炉技术已普遍为航空用铝合金厚板生产厂所采用。伊苏尔轧制厂有2条

辊底式炉热处理生产线,