[发明专利]一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺

说明书

本发明公开一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，再将铝液铸造为铝合金铸锭；2)均质；3)挤压成型；4)拉伸；5)稳定化处理。本发明可直接焊接使用，避免6系铝合金焊接高温导致的船体局部强度下降。经试验验证，本发明制得的5383‑H112状态的铝合金框架龙骨具备≥200MPa的屈服强度，≥310MPa的抗拉强度，≥13％的断后延伸率。

技术领域

本发明涉及船舶建造上用的铝合金型材领域，更加具体地说，涉及一种一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺。

背景技术

目前，船舶领域使用的材料主要有铁、钢、玻璃纤维等类型，现有的这些材料主要存在以下缺点：

1)钢铁材料应用特别在海洋船舶使用上，因为耐腐蚀性较差，往往只能通过表面喷涂工艺增加耐腐蚀性能，但涂层易脱落，且脱落后很快就会出现生锈、掉色，影响船舶外形美观。特别是在焊接位置的锈蚀，更容易导致焊接断裂，增加船舶的安全风险。而且钢铁密度大，重量重，全钢铁制造的船舶载重能力差，航行能耗大，航行速度受限制。另外钢铁虽然可以回收，但是因为易生锈，回收处理繁琐，处理过程能耗高污染大，不是良好的环保材料。

2)玻璃纤维(玻璃钢)虽然耐腐蚀性好，重量轻，但是弹性模量低、长期耐高温性差、有老化，也大大限制了适用范围；而且其完全不可回收使用，完全不属于环保材料，不符合目前社会可持续发展的需求。

因为以上材料的问题点，铝合金因为其重量轻(钢铁的1/3)、不生锈、不易腐蚀、易回收使用的特点，在船舶的制造应用中开始逐步壮大发展。但是因为使用经验少、设计认识不足，应用初期主要是集中在上甲板的结构或装饰上，随着应用的深入才慢慢开始增加水下结构的使用，特别是使用全铝合金的船壳。

现有技术中，使用的铝合金船壳为5083合金的铝板，其具有优良的耐腐蚀性能，能很好地避免海水对船壳的腐蚀，但是因为铝板的厚度及5083合金的强度限制，必须使用框架龙骨进行加强，避免变形的问题。目前的主流方案是使用如6082等的6系中高强度铝合金挤压型材制作框架龙骨，焊接在船壳内部进行结构加强，但是因为6系铝合金为热处理合金，焊接的高温会导致焊接位置的强度下降，造成很多局部的强度低点，如果受到强烈撞击时容易出现风险。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、结构强度能满足船用框架龙骨需求的铝合金框架龙骨加工工艺。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种船用铝合金框架龙骨的加工工艺，其特征在于，该铝合金框架龙骨采用5383铝合金挤压成型，具体包括如下步骤：1)制备5383铝合金铸锭，按照如下重量份数比配制5383铝合金原料：Si:≤0.1％，Fe:≤0.2％，Cu:≤0.1％，Mn：0.72％～0.85％，Mg：4.20％～4.65％，Zn：≤0.15％，Ti：≤0.05％，单个杂质≤0.05％，杂质合计≤0.15％，余量为Al；将配制好的5383铝合金原料加入熔炼炉中熔解为铝液，再将铝液铸造为铝合金铸锭；2)均质，将熔铸后的5383铝合金铸锭在490～510℃均质化处理24±4h，均质处理后冷却；3)挤压成型，将均质后的5383铝合金铸锭加热至420～480℃放入挤压机的挤压筒中进行挤压得到5383铝合金框架龙骨，挤压后的5383铝合金框架龙骨在线进行风冷淬火处理；4)拉伸，将挤压得到的5383铝合金框架龙骨置于拉直机中进行拉伸；5)稳定化处理，将拉伸后的5383铝合金框架龙骨放入热处理炉在150～200℃下保温1～4小时。