ES3041335T3 - Aluminum alloy precision plates - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a placas de aleación de aluminio con un espesor comprendido entre 8 y 50 mm, cuya composición, en % en peso, es la siguiente: Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento elegido entre Cr: 0,1 - 0,3 y Zr: 0,06 - 0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; los demás elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, siendo el resto aluminio; y al método para su fabricación. Las placas de la invención resultan especialmente útiles como placas de precisión, en particular para la producción de elementos de máquinas, por ejemplo, herramientas de montaje o control. Dichas placas presentan una mayor estabilidad dimensional, especialmente durante el mecanizado, al tiempo que poseen propiedades mecánicas estáticas adecuadas y una excelente anodizabilidad. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Chapas de precisión de aleación de aluminio
Campo técnico
La invención se refiere a chapas de aleación de aluminio de la serie 6xxx, en particular destinadas a utilizarlas como placas de precisión.
Técnica anterior
Una excelente estabilidad dimensional es muy importante para las aplicaciones que utilizan chapas de precisión, cuyo espesor está comprendido, de forma típica, entre 8 y 150 mm. Este tipo de producto se utiliza de forma típica para la realización de elementos para máquinas, en particular como placas de referencia para herramientas de montaje o control. Para estas aplicaciones, es especialmente importante reducir en la medida de lo posible cualquier deformación de la chapa durante su mecanizado, lo que permite evitar operaciones complementarias de premecanizado o retoque final.
La solicitud de patente EP2263811 se refiere a productos laminados cuya superficie está mecanizada con una planitud de 0,2 mm o menos. Según una realización de esta solicitud de patente, la aleación contiene de 0,3 a 1,5 % en masa de Mg, de 0,2 a 1,6 % en masa de Si, y además uno o varios elementos seleccionados del grupo constituido por 0,8 % en masa o menos de Fe, 1,0 % en masa o menos de Cu, 0,6 % en masa o menos de Mn, 0,5 % en masa o menos de Cr, 0,4 % en masa o menos de Zn, y 0,1 % en masa o menos de Ti, siendo el resto Al e impurezas inevitables.
La solicitud de patente WO2014/060660 se refiere a un elemento de cámara de vacío obtenido mediante mecanizado y tratamiento superficial de una chapa de al menos 10 mm de espesor de aleación de aluminio, con la siguiente composición, en % en peso, Si: 0,4 - 0,7; Mg: 0,4 - 0,7; Ti 0,01 - < 0,15, Fe < 0,25; Cu < 0,04; Mn < 0,4; Cr 0,01 - < 0,1; Zn < 0,04; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio.
La solicitud de patente WO2014/162823 se refiere a un elemento de cámara de vacío obtenido mediante mecanizado y tratamiento superficial de una chapa de al menos 10 mm de espesor de aleación de aluminio, con la siguiente composición, en % en peso, Si: 0,4 -0,7; Mg: 0,4 -1,0; siendo la relación en % en peso Mg/Si inferior a 1,8; Ti: 0,01 -0,15, Fe: 0,08 - 0,25; Cu < 0,35; Mn < 0,4; Cr: < 0,25; Zn < 0,04; otros elementos < 0,05 cada uno y <0,15 en total, resto aluminio, caracterizado por que el tamaño de grano de dicha chapa es tal que la longitud media de interceptación lineal medida en el plano L/T según la norma AS TM E112, es al menos igual a 350/pm entre superficie y 1/2 espesor.
La solicitud de patente US2010018617 describe una aleación de aluminio para el tratamiento de oxidación anódica que comprende como elementos de aleación de 0,1 a 2,0 % de Mg, de 0,1 a 2,0 % de Si y de 0,1 a 2,0 % de Mn, limitándose cada contenido de Fe, Cr y Cu a 0,03 en masa. o menos, y en el que el resto se compone de Al e impurezas inevitables. Esta solicitud enseña, en particular, un tratamiento de homogeneización a una temperatura superior a 550 0C e inferior o igual a 600 0C.
La solicitud de patente CN108239712 se refiere a una placa de aleación de aluminio 6082 para la aviación y a un método de fabricación de la misma. Los componentes químicos de la placa de aleación de aluminio 6082 comprenden, en porcentaje en peso, de 1,0 % a 1,3 % de Si, de 0,1 % a 0,3 % de Fe, de 0,05 % a 0,10 % de Cu, de 0,5 % a 0,8 % de Mn, de 0,6 % a 0,9 % de Mg, de 0,06 % a 0,12 % de Zn, no más de 0,05 % de Cr, no más de 0,05 % de Ti y el resto de Al y elementos inevitables.
La solicitud de patente CN108239713 se refiere a una placa de aleación de aluminio para un producto electrónico y a un método de fabricación de la placa de aleación de aluminio. Los componentes químicos de la placa de aleación de aluminio para la producción del producto electrónico comprenden, en porcentaje en peso, de 0,3 % a 0,4 % de Si, no más de 0,10 % de Fe, no más de 0,05 % de Cu, no más de 0,05 % de Mn, de 0,45 % a 0,55 % de Mg, no más de 0,05 % de Zn, no más de 0,05 % de Cr, no más de 0,05 % de Ti y el resto de Al y elementos inevitables. También se conocen aleaciones de la familia 6XXX para forja.
La solicitud de patente WO2017/207603 describe un desbaste de forja de aleación de aluminio semiacabado laminado en caliente de la serie 6xxx con un espesor en el intervalo de 2 mm a 30 mm, y con una composición que comprende, en % en peso. Si 0,65-1,4 %, Mg 0,60-0,95 %, Mn 0,40-0,80 %, Cu 0,04-0,28 %, Fe hasta 0,5 %, Cr hasta 0,18 %, Zr hasta 0,20 %, Ti hasta 0,15 %, Zn hasta 0,25 %, impurezas cada una <0,05 %, total <0,2 %, equilibrio de aluminio, y en el que tiene una microestructura sustancialmente no recristalizada. La solicitud también se refiere a un método de fabricación de dicho material de forja de aleación de aluminio laminado en caliente de la serie 6xxx. El proceso de fabricación del desbaste de forja no comprende la dispersión de tensiones y la estabilidad dimensional durante el mecanizado no es un criterio para este tipo de producto destinado a ser muy deformado en caliente por forja.
La solicitud de patente US2005/095167 describe un componente o pieza semiacabada fabricada a partir de una aleación de aluminio conformada en caliente, de forma típica mediante forja, con la siguiente composición en % peso: silicio 0,9-1,3, magnesio 0,7-1,2, manganeso 0,5-1,0, cobre inferior a 0,1, hierro inferior a 0,5, cromo inferior a 0,25, titanio inferior a 0,1, zinc inferior a 0,2, circonio y / o hafnio 0,05-0,2 y otras impurezas inevitables, siendo la cantidad total de cromo y manganeso y circonio y / o hafnio de al menos el 0,4 en peso, estando presentes cristales mixtos de aluminio / silicio además de precipitados de siliciuro de magnesio. Una vez más, el método de fabricación de la pieza en bruto de forja no comprende la dispersión de tensiones y la estabilidad dimensional durante el mecanizado no es un criterio para este tipo de producto destinado a ser muy deformado en caliente por forja.
Existe la necesidad de chapas mejoradas de aleación de aluminio de la serie 6XXX, incluidas chapas de precisión, que presenten una estabilidad dimensional mejorada, en particular durante las etapas de mecanizado, al tiempo que tengan suficientes propiedades mecánicas estáticas y una excelente capacidad de anodización.
Descripción de la invención
La invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Un primer objeto de la invención es un método de fabricación de una chapa de aleación de aluminio de espesor final comprendido entre 8 y 50 mm en el que
a) se cuela una placa de laminación de aleación de aluminio con una composición, en % en peso, de Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3, Zr: 0,06-0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio,
b) se homogeneiza dicha placa de laminación,
c) se lamina dicha placa de laminación a una temperatura de al menos 340 0C para obtener una chapa de espesor al menos igual a 12 mm,
d) opcionalmente se realiza un tratamiento térmico y/o laminado en frío de la chapa así obtenida,
e) se realiza un tratamiento de solubilización de la chapa opcionalmente tratada térmicamente y/o laminada en frío y se templa,
f) se dispersan las tensiones de dicha chapa así solubilizada y templada por tracción controlada con un alargamiento permanente del 1 a 5 %,
g) se realiza un revenido de la chapa así sometida a tracción,
h) opcionalmente se mecaniza dicha chapa así revenida para obtener una chapa de espesor final al menos igual a 8 mm.
Un segundo objeto de la invención es una chapa de espesor (reivindicación 10) comprendido entre 8 y 50 mm de aleación de aluminio con una composición, en % en peso, de Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3, Zr: 0,06-0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio, que puede obtenerse por el método según la invención.
Otro objeto de la invención es el uso de una chapa según la invención como chapa de precisión, en particular para la realización de elementos para máquinas, por ejemplo, herramientas de montaje o de control.
Figuras
[Fig. 1] La Figura 1 muestra la estructura granular en sección en el plano L/T después del laminado en caliente al espesor de 25 mm del producto de aleación A (Figura 1 a) y del producto de aleación B (Figura 1 b)
[Fig. 2] La Figura 2 muestra el factor de Taylor en la dirección longitudinal medido a 1/12 de espesor y / de espesor para las chapas de aleación A y B de espesor final 20 mm y 25 mm.
[Fig. 3] La Figura 3 muestra las etapas realizadas para la medición de las desviaciones de flecha. Figura 3A: medición inicial de deflexión de la barra; Figura 3B mecanizado para retirar % del espesor, Figura 3C segunda medición.Descripción detallada de la invención
La designación de las aleaciones se realiza de conformidad con los reglamentos de The Aluminium Association (AA) conocidos por el experto en la técnica. Las definiciones de los estados metalúrgicos se indican en la norma europea EN 515. Salvo que se indique lo contrario, se aplican las definiciones de la norma EN12258-1.
Salvo que se indique lo contrario, las composiciones se expresan en % en peso.
Salvo que se indique lo contrario, las características mecánicas estáticas, expresado de otro modo, la resistencia a la rotura R<m>, el límite de elasticidad convencional a 0,2 % de alargamiento R<p0,2>, y el alargamiento a la rotura A %, se determinan mediante un ensayo de tracción según la norma ISO 6892-1, definiéndose la toma de muestras y la orientación del ensayo en la norma EN 485-1.
Según la invención, se obtienen chapas mejoradas de aleación de aluminio de la serie 6XXX, en particular chapas de precisión, que presentan una estabilidad dimensional mejorada especialmente durante las etapas de mecanizado, al tiempo que tienen propiedades mecánicas estáticas suficientes y una excelente capacidad de anodizado gracias a la selección de la composición en % en peso, Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3, Zr: 0,06-0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio, y al método según la invención.
La composición según la invención permite, en particular, obtener una baja deformación durante el mecanizado de los productos. Sin ceñirse a una teoría, los presentes inventores piensan que la composición según la invención permite obtener una estructura esencialmente no recristalizada en todo el espesor después del laminado en caliente, lo que de manera sorprendente permite, después de la solubilización y el temple, la dispersión de tensiones y el revenido, obtener un producto con muy bajas tensiones internas y, por lo tanto, que se deforme poco durante el mecanizado.
Los presentes inventores han constatado, en particular, que en comparación con una composición estándar de la aleación AA6082, la presencia de una cantidad elevada de Mn y de al menos un elemento seleccionado entre Cr y Zr permite mejorar las propiedades.
Así, el contenido de Mn está comprendido entre 0,65 y 1,0 % en peso. Preferiblemente, el contenido mínimo de Mn es de 0,70 %, de forma ventajosa 0,75 % y preferiblemente 0,80 % o incluso 0,85 %. Preferiblemente, el contenido máximo de Mn es de 0,95 %. En una realización de la invención, el contenido de Mn está comprendido entre 0,8 y 1.0 % en peso.
Por razones similares, la presencia de al menos un elemento antirrecristalizante seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3 % y Zr: 0,06 - 0,15 % es necesario. Cr es el elemento antirrecristalizante preferido en el marco de la invención. Preferiblemente, el contenido mínimo de Cr es de 0,12 %, de forma ventajosa 0,15 % y preferiblemente 0,18 %. Preferiblemente, el contenido máximo de Cr es de 0,28 %, de forma ventajosa 0,25 % y preferiblemente 0,23 %. En una realización de la invención, el contenido de Cr está comprendido entre 0,15 y 0,25 % en peso y el contenido de Zr es inferior a 0,05 % en peso. Si se añade Zr, solo o en combinación con Cr, el contenido preferido es 0,08 - 0,13 %.
También es necesaria la adición de Fe. De forma ventajosa, el contenido de Fe está comprendido entre 0,05 y 0,35 % en peso. Preferiblemente, el contenido mínimo de Fe es de 0,06 %, de forma ventajosa 0,07 % y preferiblemente 0,08 %. Preferiblemente, el contenido máximo de Fe es de 0,30 %, de forma ventajosa 0,25 % y preferiblemente 0,15 %, lo que puede contribuir en particular a obtener la estructura granular esencialmente no recristalizada ventajosa después del laminado en caliente. En una realización de la invención, el contenido de Fe está comprendido entre 0,08 y 0,15 % en peso.
Se añade Mg y Si para lograr las características mecánicas deseadas gracias a la formación de Mg<2>Si.
El contenido de Mg está comprendido entre 0,6 y 1,2 % en peso. Preferiblemente, el contenido mínimo de Mg es de 0,61 %, de forma ventajosa 0,62 % y preferiblemente 0,63 %. Preferiblemente, el contenido máximo de Mg es de 1.1 %, de forma ventajosa 1,0 % y preferiblemente 0,9 % o incluso 0,8 %. En una realización de la invención, el contenido de Mg está comprendido entre 0,6 y 0,8 % en peso.
El contenido de Si está comprendido entre 0,7 y 1,3 % en peso. Preferiblemente, el contenido mínimo de Si es de 0,72 %, de forma ventajosa el 0,75 % y preferiblemente el 0,80 %. Preferiblemente, el contenido máximo de Si es de 1.2 %, de forma ventajosa 1,1 % y preferiblemente 1,0 % o incluso 0,95 %. En una realización de la invención, el contenido de Si está comprendido entre 0,8 y 1,0 % en peso. Preferiblemente, el contenido de Si es superior al contenido de Mg y preferiblemente Si/Mg es superior a 1,1 e incluso más preferiblemente superior a 1,2 o incluso 1,3 para reforzar aún más las características mecánicas por la presencia de fases de silicio.
El contenido de Ti es como máximo de 0,15 % en peso. Puede ser ventajoso añadir Ti, en particular para el control del tamaño de grano durante la colada. En una realización de la invención, el contenido de Ti está comprendido entre 0,01 y 0,05 % en peso.
El contenido de Cu es inferior a 0,4 % en peso. En la realización de la invención destinada a obtener características mecánicas más elevadas, se realiza una adición de Cu y el contenido está comprendido entre 0,1 y 0,3 % en peso. Sin embargo, en la realización preferida, no se añade Cu y este está presente únicamente como impureza inevitable, siendo su contenido inferior a 0,05 % en peso y preferiblemente inferior a 0,04 % en peso para no degradar la capacidad de anodización.
El contenido de Zn es inferior a 0,1 % en peso. En realización de la invención, se realiza una adición de Zn y el contenido está comprendido entre 0,05 y 0,1 % en peso. Sin embargo, en la realización preferida, no se añade Zn y este está presente únicamente como impureza inevitable, siendo su contenido inferior a 0,05 % en peso.
Los demás elementos pueden estar presentes como impurezas inevitables con un contenido inferior a 0,05 % en peso cada uno e inferior a 0,15 % en peso en total, el resto es aluminio.
El método de fabricación según la invención comprende etapas de colada, homogeneización, laminado en caliente, opcionalmente tratamiento térmico y/o laminado en frío, solubilización, temple, dispersión de tensiones, revenido y opcionalmente mecanizado.
En una primera etapa, se cuela una placa de laminación de aleación de aluminio con la composición según la invención, preferiblemente mediante colada semicontinua vertical con enfriamiento directo. La placa así obtenida puede ser descostrada, es decir, mecanizada, antes de las etapas posteriores. A continuación, la placa de laminación se homogeneiza. Preferiblemente, la temperatura de homogeneización es inferior a 550 0C. En una realización ventajosa de la invención, la temperatura de homogeneización está comprendida entre 515 °C y 545 °C. A continuación, se realiza el laminado en caliente para obtener una chapa con un espesor al menos igual a 12 mm, ya sea directamente después de la homogeneización o después de enfriar y calentar hasta una temperatura de al menos 340 °C, preferiblemente de al menos 370 °C y preferiblemente de al menos 380 °C. La temperatura de laminación en caliente se mantiene preferiblemente a, al menos, 340 °C, preferiblemente a, al menos, 350 °C y preferiblemente a, al menos, 360 °C o incluso a, al menos, 370 °C. La temperatura de laminación en caliente es preferiblemente como máximo de 450 °C y preferiblemente como máximo de 420 °C. La temperatura de salida del laminado en caliente es preferiblemente como máximo de 410 °C y preferiblemente como máximo de 400 °C. Cuando la temperatura de laminado en caliente es demasiado alta, el tamaño de los granos se vuelve demasiado grande, lo que perjudica la estabilidad dimensional durante el mecanizado. Preferiblemente, la tasa de reducción máxima de pasadas durante el laminado en caliente es inferior a 50 %, preferiblemente inferior a 45 % y preferiblemente inferior a 40 %, o incluso con mayor preferencia inferior a 35 %. En una realización de la invención, la tasa máxima de reducción de las pasadas de laminado en caliente depende del espesor de salida del laminado en caliente y es inferior a la centésima parte de 1,56 veces el espesor - 5,9, por ejemplo, para un espesor de salida de 25 mm, la tasa de reducción de cada pasada durante el laminado en caliente es preferiblemente inferior a la centésima parte de 1,56 veces 25 - 5,9, es decir, el 33,1 %. La combinación de la composición, la homogeneización y las condiciones de laminado en caliente permite obtener una estructura esencialmente no recristalizada, en todo el espesor del producto laminado en caliente. Por esencialmente no recristalizada en todo el espesor se entiende que la tasa de recristalización, independientemente de la posición en el espesor, es inferior a 10 % y preferiblemente inferior a 5 %.
Opcionalmente, se puede realizar un tratamiento térmico que permita, en particular, restaurar la chapa así laminada en caliente, de forma ventajosa a una temperatura comprendida entre 300 0C y 400 0C. Se puede realizar un laminado en frío, de forma típica del 10 a 50 %, opcionalmente después del tratamiento térmico o de forma independiente.
La chapa así laminada en caliente y opcionalmente tratada térmicamente y/o laminada en frío se somete a continuación a una solubilización seguido de un temple. La solubilización se realiza preferiblemente a una temperatura comprendida entre 510 0C y 570 0C. El temple se realiza de forma típica por inmersión o aspersión de agua fría. A continuación, se disipan las tensiones de dicha chapa así solubilizada y templada por tracción controlada con un alargamiento permanente del 1 a 5 %, preferiblemente del 1,5 a 3 %. La etapa de dispersión de tensiones es esencial para obtener bajas tensiones internas y, por lo tanto, bajas deformaciones durante el mecanizado. La dispersión de tensiones por tracción controlada se limita a las geometrías de sección transversal constante para garantizar una deformación plástica homogénea y, por lo tanto, no se aplica a los productos forjados cuya forma es compleja.
Por último, se realiza un revenido, de forma típica a una temperatura entre 150 0C y 210 0C, para obtener preferiblemente un estado T6, T651 o T7.
En una realización, dicha chapa así revenida se mecaniza finalmente para obtener una chapa de espesor final al menos igual a 8 mm. De forma ventajosa se mecaniza al menos 1 mm, preferiblemente al menos 1,5 mm o preferiblemente al menos 2 mm por cara para obtener una chapa de precisión.
Las chapas que pueden obtenerse mediante el método según la invención tienen propiedades especialmente ventajosas.
Las propiedades mecánicas de las chapas según la invención son especialmente ventajosas. Las chapas según la invención tienen un límite de elasticidad R<p0,2>(TL) de al menos 240 MPa, preferiblemente de al menos 250 MPa y preferiblemente de al menos 260 MPa, y/o una resistencia a la rotura R<m>(TL) de al menos 280 MPa, preferiblemente de al menos 290 MPa y preferiblemente de al menos 300 MPa y/o un alargamiento a rotura A % de al menos 8 %, preferiblemente de al menos 10 % y preferiblemente de al menos 12 %.
Las chapas según la invención tienen un bajo nivel de tensiones internas. Por lo tanto, el producto de la desviación de flecha máxima en las direcciones L y TL multiplicada por el espesor de salida del laminado es inferior a 4 y preferiblemente inferior a 3. Las desviaciones de las flechas consideradas para obtener el valor de la desviación de flecha máxima son, por un lado, la desviación de flecha entre la flecha medida para una barra de dimensiones 400 mm x 30 mm x espesor de salida del laminado y la flecha medida para esta misma barra después del mecanizado de % de su espesor y, por otro lado, la desviación de flecha entre la flecha medida para la barra anterior, es decir, la barra después del mecanizado de % del espesor con respecto al espesor de salida del laminado, y la flecha medida para esta barra anterior después del mecanizado adicional de % de su espesor, efectuándose todas las mediciones de flecha con la barra colocada en dos soportes separados por 390 mm y estando las flechas expresadas en mm, realizándose todas las mediciones antes de la etapa final opcional de mecanizado y en ambas direcciones L y TL.
La textura de los productos según la invención también es ventajosa. La textura cristalográfica se puede describir por una función matemática en 3 dimensiones. Esta función se conoce en la técnica como Función de Densidad de Orientación (FDO). Se define como la fracción volumétrica del material dV/V con una orientación g cercana a dg:
donde ($1, O, $2) son los ángulos de Euler que describen la orientación g.
La FDO de cada chapa se mide mediante el método de los armónicos esféricos a partir de cuatro figuras de polos medidos por difracción de rayos X en un goniómetro de texturas tradicional. En el marco de la invención, las mediciones de las figuras de los polos se realizaron sobre muestras cortadas a mitad de espesor de las chapas.
La información contenida en la FDO se ha simplificado, como conoce el experto en la técnica, para describir la textura en una proporción de granos contenida en un espacio de Euler discretizado.
El factor de Taylor es un factor geométrico que permite describir la propensión de un cristal a deformarse plásticamente por deslizamiento de dislocaciones, tiene en cuenta la orientación cristalina así como el estado de deformación impuesto al material. Este factor puede verse como un factor multiplicador del límite de elasticidad, un valor importante del factor de Taylor que indica un grano 'duro' que requiere la activación de numerosos sistemas de deslizamiento, a diferencia de un valor bajo del factor de Taylor que indicará un grano 'blando', fácil de deformar. Para un agregado policristalino, es posible calcular un factor de Taylor medio, representativo del comportamiento plástico del conjunto de granos. A partir de las mediciones de textura, se ha calculado el factor de Taylor para una dirección de esfuerzo aplicado dado según el método descrito por Taylor (G.I. Taylor Plastic Strain in metals, J. Inst. Metals, 62, 307 324; 1938).
Existen muchos métodos derivados del modelo inicial de Taylor para calcular el factor de Taylor y pueden dar valores de factores de Taylor sustancialmente diferentes. Para superar estas diferencias, los inventores compararon las relaciones de los factores de Taylor en lugar de los valores absolutos.
Para las chapas según la invención, la relación entre el factor de Taylor en la dirección longitudinal medida a 1/12 del espesor y 1/2 del espesor está comprendida entre 0,90 y 1,10, preferiblemente entre 0,92 y 1,08 y preferiblemente entre 0,95 y 1,05, realizándose las mediciones antes de la etapa final opcional de mecanizado.
Según la invención, se utilizan chapas según la invención como chapa de precisión, en particular para realizar una chapa de referencia, una herramienta de control o una plantilla. De hecho, las chapas según la invención tienen una estabilidad dimensional mejorada, en particular durante las etapas de mecanizado, al tiempo que tienen suficientes propiedades mecánicas estáticas y una excelente capacidad de anodización.
Ejemplo
En este ejemplo se prepararon placas de laminación de aleación cuya composición se da en la Tabla 1. La aleación A es una aleación de referencia, mientras que las aleaciones B y C son aleaciones según la invención.
[Tabla 1]
Las placas se homogeneizaron a 535 0C y se laminaron en caliente hasta un espesor de 20 a 35 mm según el caso. La temperatura de entrada de laminación en caliente estaba comprendida entre 390 y 410 0C, la temperatura final de laminación se mantuvo a un valor de al menos 340 0C. La reducción más alta durante una pasada de laminado en caliente, que correspondía a la última pasada, se da en la Tabla 2. Las chapas así obtenidas se solubilizaron a 540 0C, templaron, sometieron a dispersión de tensiones por tracción controlada y se revinieron para obtener un estado T651. Las condiciones de revenido fueron de 8 horas a 165 0C. En la última etapa, se realizó un mecanizado de 5 mm (2,5 mm por cara) para que el espesor final fuera 5 mm inferior al espesor del final del laminado.
Las características mecánicas estáticas en tracción, expresado de otro modo, la resistencia a la rotura Rm, el límite de elasticidad convencional a 0,2 % de alargamiento Rp0,2, y el alargamiento a la rotura A %, se determinan mediante un ensayo de tracción según la norma NF EN ISO 6892-1 (2016), en el sentido transversal longitudinal (TL), estando la toma de muestras y la orientación del ensayo definidos en la norma EN 485 (2016). La toma de muestras se realiza antes de la última etapa de mecanizado. Las caracterizaciones se realizaron en la dirección transversal longitudinal. Los resultados se dan en la Tabla 2.
[Tabla 2]
Las tensiones residuales se evaluaron en la chapa antes del mecanizado midiendo la flecha media en barras mecanizadas en el sentido L o TL y a % y / de espesor.
Se tomaron dos barras de espesor completo, en el sentido L y TL, mediante aserrado antes del mecanizado final de la chapa. Las dimensiones de la muestra son:
- para la barra en sentido L: 430 mm (sentido L) x 35 mm (sentido TL) x espesor
- para la barra en sentido TL: 4,50 mm (sentido TL x 35 mm (sentido L) x espesor.
A continuación, las barras se mecanizaron obteniendo una barra de longitud L = 400 mm y de ancho l = 30 mm y espesor e (espesor de la chapa). Las caras L-TL brutas de laminación no se mecanizaron, de modo que el espesor de las barras mecanizadas sigue siendo el espesor de la chapa.
Para las mediciones de flecha, la barra se coloca sobre dos soportes separados por 390 mm (los soportes están representados por triángulos 1 en la Figura 3 -A). Se utiliza un sensor de desplazamiento (representado por una flecha 2 2 en la Figura 3A) para medir la deflexión de la barra.
Las etapas son las siguientes:
- Se realiza una medición inicial de deflexión de la barra (ver Figura 3A) que da los valores referenciados Flecha L ini y Flecha TL ini expresados en mm.
- A continuación, se mecaniza la barra para retirar % de su espesor (ver diagrama Figura 3 B).
- Se realiza una segunda medición (ver Figura 3 C) que da los valores referenciados Flecha L 1/4 y Flecha TL 1/4 expresados en mm.
- La barra se mecaniza de nuevo para retirar 1/4 adicional de su espesor. Por lo tanto, solo queda la mitad del espesor inicial
- Se realiza una tercera medición que da los valores referenciados Flecha L 1/2 y Flecha TL 1/2 expresados en mm. En cada etapa de mecanizado, el calentamiento se limita a 10 0C para evitar cualquier influencia de las condiciones de mecanizado en las mediciones de flecha realizadas.
Se indican las desviaciones de flecha entre1Ae inicial y luego entre / y1Aen la Tabla 3 a continuación, para las direcciones L y TL. También se indica la desviación de flecha máxima multiplicada por el espesor de salida del laminado.
[Tabla 3]
Con la aleación de referencia, el producto de la desviación de flecha máxima en las direcciones L y TL multiplicada por el espesor de salida de laminación es superior a 5,1; mientras que con la aleación según la invención este producto es siempre inferior a 3.
La estructura granular se caracterizó mediante algunos ensayos después del laminado en caliente. Estos resultados se presentan en la Figura 1. La Figura 1a muestra la estructura granular después de la oxidación anódica de la aleación A después del laminado en caliente con un espesor de 25 mm. La Figura 1b muestra la estructura granular después de la oxidación anódica de la aleación B después del laminado en caliente con un espesor de 25 mm. En la Figura 1 a, se observa cerca de las superficies una zona recristalizada mientras que en la Figura 1b, esta zona no se observa, la estructura granular es fibrada, es decir, no recristalizada, en todo el espesor del producto laminado en caliente.
La textura de los productos se midió en muestras de 50x50 mm en el plano L/TL para obtener el factor de Taylor en la dirección longitudinal. Los resultados se presentan en la Tabla 4. Para los productos según la invención, la relación entre el factor de Taylor a 1/12 de espesor y a / espesor es significativamente menor que para el producto de referencia.
[Tabla 4]
Claims (11)
- REIVINDICACIONESi. Método de fabricación de una chapa de aleación de aluminio de espesor final comprendido entre 8 y 50 mm en dondea) se cuela una placa de laminación de aleación de aluminio con una composición, en % en peso, de Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3 y Zr: 0,06 - 0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio,b) se homogeneiza dicha placa de laminación,c) se lamina dicha placa de laminación a una temperatura de al menos 340 0C para obtener una chapa de espesor al menos igual a 12 mm,d) opcionalmente se realiza un tratamiento térmico y/o laminado en frío de la chapa así obtenida, e) se realiza un tratamiento de solubilización de la chapa opcionalmente tratada térmicamente y/o laminada en frío y se templa,f) se dispersan las tensiones de dicha chapa así solubilizada y templada por tracción controlada con un alargamiento permanente de 1 a 5 %,g) se realiza un revenido de la chapa así sometida a tracción,h) opcionalmente se mecaniza dicha chapa así revenida para obtener una chapa de espesor final al menos igual a 8 mm.
- 2. Método según la reivindicación 1, en donde el contenido de Mn está comprendido entre 0,8 y 1,0 % en peso.
- 3. Método según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde el contenido de Cr está comprendido entre 0,15 y 0,25 % en peso y el contenido de Zr es inferior a 0,05 % en peso.
- 4. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el contenido de Fe está comprendido entre 0,08 y 0,15 % en peso.
- 5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el contenido de Cu es inferior a 0,05 % en peso y preferiblemente inferior a 0,04 % en peso.
- 6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la temperatura de homogeneización está comprendida entre 515 0C y 545 0C.
- 7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la temperatura de laminado en caliente se mantiene a, al menos, 350 0C y la tasa de reducción máxima de las pasadas durante el laminado en caliente es inferior a 50 %.
- 8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la temperatura de laminado en caliente es, como máximo, de 450 0C y preferiblemente como máximo de 420 0C.
- 9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la temperatura de salida del laminado en caliente es, como máximo, de 410 0C y preferiblemente, como máximo, de 400 0C.
- 10. Chapa de espesor comprendido entre 8 y 50 mm de aleación de aluminio con una composición, en % en peso, de Si: 0,7 - 1,3; Mg: 0,6 - 1,2; Mn: 0,65 - 1,0; Fe: 0,05 - 0,35; al menos un elemento seleccionado de Cr: 0,1 - 0,3 y Zr: 0,06 - 0,15; Ti < 0,15; Cu < 0,4; Zn < 0,1; otros elementos < 0,05 cada uno y < 0,15 en total, resto aluminio, que puede obtenerse por el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, teniendo un límite de elasticidad Rp0,2(TL) de al menos 240 MPa, preferiblemente de al menos 250 MPa y preferiblemente de al menos 260 MPa, y/o una resistencia a la rotura Rm(TL) de al menos 280 MPa, preferiblemente de al menos 290 MPa y preferiblemente de al menos 300 MPa y/o un alargamiento a rotura A % de al menos un 8 %, preferiblemente de al menos un 10 % y preferiblemente de al menos un 12 % y de manera que el producto de la desviación de flecha máxima en las direcciones L y TL multiplicada por el espesor de salida de laminación es inferior a 4, y preferiblemente inferior a 3, siendo las desviaciones de flechas consideradas para obtener el valor máximo, por un lado, la desviación de flecha entre la flecha medida para una barra de dimensiones 400 mm x 30 mm x espesor de salida del laminado y la flecha medida para esta misma barra después del mecanizado de % de su espesor y, por otro lado, la desviación de flecha entre la flecha medida para la barra anterior y la flecha medida para esta barra anterior después del mecanizado adicional de % de su espesor, efectuándose todas las mediciones de flecha con la barra colocada en dos soportes separados por 390 mm y estando las flechas expresadas en mm, realizándose todas las mediciones antes de la etapa final opcional de mecanizado.
- 11. Chapa según la reivindicación 10, en la que la relación entre el factor de Taylor en la dirección longitudinal medida a 1/12 del espesor y 1/2 del espesor está comprendida entre 0,90 y 1,10, preferiblemente comprendida entre 0,92 y 1,08 y preferiblemente comprendida entre 0,95 y 1,05, realizándose las mediciones antes de la etapa final opcional de mecanizado.Uso de una chapa según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11 como chapa de precisión, en particular para la realización de elementos para máquinas, por ejemplo herramientas de montaje o de control.
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