本發(fā)明涉及鋁合金的制備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于勞保皮鞋頭的鋁合金板材的制備方法。

背景技術(shù)：
勞保鞋是一種對足部有安全防護(hù)作用的鞋。它的種類有很多，如保護(hù)足趾、防刺穿、絕緣、耐酸堿等。勞保鞋的選用應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境的危害性質(zhì)和危害程度進(jìn)行。一般的勞保鞋在其頭部均內(nèi)嵌有固定板或防護(hù)板，所述固定板或防護(hù)板使用鋁合金板或者塑膠板，但是現(xiàn)有技術(shù)中的勞保皮鞋鞋頭安全保護(hù)用鋁合金板材，厚度較厚，性能達(dá)不到要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種厚度薄且具有良好機(jī)械性能的勞保皮鞋頭鋁合金板材。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種勞保皮鞋頭用鋁合金板材，按重量百分比包括：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al。優(yōu)選的，所述鋁合金板材的厚度為0.5～5mm。本發(fā)明還提供了一種勞保皮鞋頭用鋁合金板材的制備方法，包括：a）提供鋁合金鑄錠；所述鋁合金鑄錠按重量百分比包括如下元素：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al；b）將所述鋁合金鑄錠進(jìn)行均火、刨邊、鋸切和銑面;c）將銑面后的鋁合金鑄錠進(jìn)行熱軋、冷軋；d）將冷軋后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行退火；e)將退火后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行預(yù)剪切、精整;f）將精整后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行清洗、烘干,得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。優(yōu)選的，所述均火的加熱溫度為500～580℃。優(yōu)選的，步驟c（具體為：c1）將所述均勻化處理后的鑄錠在500～580℃下開始進(jìn)行熱軋，終軋溫度為450～500℃；c2）將所述熱軋后的鑄錠進(jìn)行第一次冷軋，得到預(yù)制件。優(yōu)選的，步驟d）中的退火溫度為300～400℃。優(yōu)選的，步驟c）中的冷軋的開軋溫度為200～300℃。本發(fā)明提供的勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材及其制備方法，所述鋁合金板材為一種7xxx系鋁合金，具體按重量百分比包括：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al。由于上述鋁合金中含有ZrTiSiCu,Mg具有高硬度、高強(qiáng)度，屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.經(jīng)消除應(yīng)力后加工后不會變形、翹曲，可以縮短成型時間，提高工作效率。使用本發(fā)明提供的鋁合金板材在滿足強(qiáng)度和硬度要求的同時，能夠保證鋁合金板材的厚度最低。具體實施方式為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明優(yōu)選實施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，而不是對本發(fā)明權(quán)利要求的限制。本發(fā)明提供了一種勞保皮鞋頭用鋁合金板材，按重量百分比包括：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al。按照本發(fā)明，所述鋁合金屬于7xxx鋁合金，更優(yōu)選為7015鋁合金，由于上述鋁合金中含有ZrTiSiCu,Mg具有高硬度、高強(qiáng)度，屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.經(jīng)消除應(yīng)力后加工后不會變形、翹曲，可以縮短成型時間，提高工作效率。使用本發(fā)明提供的鋁合金板材在滿足強(qiáng)度和硬度要求的同時，能夠保證鋁合金板材的厚度最低。為了使所述鋁合金板材能夠用于勞保皮鞋鞋頭的保護(hù)板，優(yōu)選使用厚度為0.5～5mm的上述鋁合金板材，更優(yōu)選為1～2mm。本發(fā)明提供了一種用于勞保皮鞋鞋頭的鋁合金板材的制備方法包括：a）提供鋁合金鑄錠；所述鋁合金鑄錠按重量百分比包括如下元素：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al；b）將所述鋁合金鑄錠進(jìn)行均火、刨邊、鋸切和銑面;c）將銑面后的鋁合金鑄錠進(jìn)行熱軋、冷軋；d）將冷軋后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行退火；e)將退火后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行預(yù)剪切、精整;f）將精整后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行清洗、烘干,得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。按照本發(fā)明，將含有上述金屬元素的原料進(jìn)行混合，并制備鋁合金鑄錠，制備鑄錠的方法按照本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的粉末冶金法。然后將得到的鋁合金鑄錠進(jìn)行均火處理，均火的溫度為400～580℃，然后按照預(yù)設(shè)形狀進(jìn)行所述鑄錠進(jìn)行刨邊和鋸切，然后還包括將所述鋁合金鑄錠在銑床上進(jìn)行銑面操作，單面銑面量≥8mm，確保兩面缺陷銑凈，側(cè)銑刀銑小面。然后加熱所述銑面后的鋁合金鑄錠，進(jìn)行均勻化處理。采用加熱爐進(jìn)行高溫長時間的均勻化處理，通過插式電偶進(jìn)行測溫，時時監(jiān)控鑄錠金屬溫度，利用高溫爐氣快速加熱的方法對鑄錠進(jìn)行快速升溫，讓盡可能多的結(jié)晶相融入到基體當(dāng)中，消除枝晶偏析。所述均勻化處理的溫度優(yōu)選為500～580℃，過低沒有辦法使鑄錠中的晶格均勻化，而溫度過高容易過燒而降低板材的性能。將均勻化處理后的鑄錠立刻進(jìn)行熱軋，開軋溫度優(yōu)選為500～580℃，終軋溫度優(yōu)選為450～500℃，軋輥的壓下量可根據(jù)板材的需求進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)選為熱軋后，板材的厚度為鑄錠厚度的1～10%。通過熱軋的大變形量軋制讓基體中的各化合物充分破碎，為后續(xù)熱處理工藝儲備足夠能量，為提高板材強(qiáng)度提供基礎(chǔ)。按照本發(fā)明鑄錠不進(jìn)行均勻化處理進(jìn)行軋制，只能減小壓下量以保證鑄錠不會開裂，執(zhí)行這樣的工藝會直接影響成品的性能，無法實 現(xiàn)時效穩(wěn)定，還會影響板材表面質(zhì)量的要求。本發(fā)明通過均勻化處理，將原始鑄錠內(nèi)部各種結(jié)晶相、過渡元素都均勻分布在鑄錠的各個部位，使鑄錠在軋制過程變形能力增強(qiáng)。將所述熱軋后的鑄錠進(jìn)行第一次冷軋，按照本發(fā)明，所述第一次冷軋采用較大壓下量，為熱軋后鑄錠厚度的1～10%。開軋溫度為200～300℃。終軋溫度優(yōu)選為200～250℃。第一次冷軋后得到預(yù)制件，然后將所述預(yù)制件進(jìn)行退火。所述退火的溫度優(yōu)選為300～400℃。冷軋第一道次采用大壓下量軋制，使本發(fā)明提供的鋁合金板材的熱軋組織完全轉(zhuǎn)化為冷軋組織，然后采用高溫短時的中間退火方式讓板材內(nèi)組織完全再結(jié)晶，從而達(dá)到消除本發(fā)明提供的鋁合金板材roping線的目的，再通過冷軋軋制到要求厚度。通過冷軋過程第一道次的大變形量和緊接著的中間退火工藝讓再結(jié)晶組織不斷轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到破壞熱軋組織、消除roping線的作用，如果軋制過程不執(zhí)行這樣的工藝，則熱軋后在本發(fā)明提供的鋁合金板材表面形成的roping線無法消除，直接導(dǎo)致客戶在對板材沖制烤漆之后板材表面有沿著軋向方向的豎直條紋，烤漆無法遮蓋，造成一定程度上的色差。將退火后的預(yù)制件進(jìn)行第二次冷軋，所述第二次冷軋的開軋溫度為200～300℃，終軋溫度為200～250℃。然后將第二次冷軋后的預(yù)制進(jìn)行固溶淬火，再經(jīng)過預(yù)時效和時效處理得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。所述固溶淬火，預(yù)時效和時效處理具體為將所述第二次冷軋后的預(yù)制件在氣墊爐中進(jìn)行固溶，固溶溫度為540～560℃，保溫時間為5～20min；將固溶后的預(yù)制件進(jìn)行淬火；將淬火后的預(yù)制件在50～200℃下，保溫10min～3h進(jìn)行預(yù)時效處理；將預(yù)時效處理后的預(yù)制件在50～200℃下，保溫10min～3h進(jìn)行時效處理，得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。通過在氣墊爐機(jī)列進(jìn)行固溶淬火工藝，讓本發(fā)明提供的鋁合金板材內(nèi)各相完全融入基體中，在淬火快冷過程中均勻、細(xì)小的析出，通過在氣墊爐機(jī)列的快速固溶處理工藝，并控制爐內(nèi)延伸率和出爐后的 拉矯延伸率，讓本發(fā)明提供的鋁合金板材晶粒細(xì)小分布。在固溶后添加了預(yù)時效爐對本發(fā)明提供的鋁合金板材進(jìn)行預(yù)時效處理，預(yù)時效工藝采用低溫長時的工藝制度，板材固溶淬火出來后直接進(jìn)入預(yù)時效爐中，時效之后進(jìn)行卷曲，只是在觀察臺上進(jìn)行在線測溫，時時調(diào)節(jié)爐氣溫度以控制板片在線金屬溫度達(dá)到所需值。本發(fā)明提供的鋁合金板材或板材在固溶淬火過程中不對氣墊爐爐內(nèi)張力和拉矯延伸率進(jìn)行控制，會導(dǎo)致板材內(nèi)部晶粒長大，對沖制后板材的表面光滑度發(fā)生影響，會發(fā)生橘皮現(xiàn)象。本發(fā)明提供的鋁合金板材或板材如果在固溶淬火后不對其進(jìn)行預(yù)時效處理，材料的強(qiáng)度會隨著時間的增加而逐漸降低。將退火后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行預(yù)剪切、精整;將精整后的鋁合金預(yù)制板進(jìn)行清洗、烘干,得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。本發(fā)明提供的勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材及其制備方法，所述鋁合金板材為一種7xxx系鋁合金，具體按重量百分比包括：Fe0.50%～1%；Mn0.40%～1.0%；Mg0.4%～0.80%；Si0.20%～0.80%；Zr0.2%～0.3%；Ti0.10%～0.2%；Cu3.5%～4.5%；余量的Al。由于上述鋁合金中含有ZrTiSiCu,Mg具有高硬度、高強(qiáng)度，屬于超硬鋁合金,有良好的耐磨性.經(jīng)消除應(yīng)力后加工后不會變形、翹曲，可以縮短成型時間，提高工作效率。使用本發(fā)明提供的鋁合金板材在滿足強(qiáng)度和硬度要求的同時，能夠保證鋁合金板材的厚度最低。為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材及其制備方法。本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實施例的限制。其中鋁合金板材的性能檢測方法為：包頭抗沖擊性能用規(guī)定重量的鋼制沖擊錘進(jìn)行沖擊試驗，包頭受沖擊時包頭下的間隙高度應(yīng)小于規(guī)定值，而且包頭在測試軸線方向不應(yīng)出現(xiàn)任何穿透性裂紋。值得注意的是各國標(biāo)準(zhǔn)中對沖擊錘的重量、規(guī)格、沖擊高度及試驗機(jī)的構(gòu)造等的規(guī)定有所不同，實際測試時應(yīng)加以區(qū)分。實施例1Fe0.50%；Mn0.40%；Mg0.4%；Si0.20%；Zr0.2%；Ti0.10%；Cu3.5%；余量的Al；將上述重量百分比的金屬粉末進(jìn)行混合，通過粉末冶金法制備鑄錠，將所述鑄錠在銑床上進(jìn)行銑面操作，單面銑面量8mm，確保兩面缺陷銑凈，側(cè)銑刀銑小面。然后加熱所述銑面后的鋁合金鑄錠，進(jìn)行均勻化處理。加熱溫度為580℃，將均勻化處理后的鑄錠立刻進(jìn)行熱軋，開軋溫度優(yōu)選為580℃，終軋溫度優(yōu)選為500℃，軋輥的壓下量板材的厚度為鑄錠厚度的1%。將所述熱軋后的鑄錠進(jìn)行第一次冷軋，按照本發(fā)明，所述第一次冷軋采用較大壓下量，為熱軋后鑄錠厚度的1%。開軋溫度為300℃。終軋溫度優(yōu)選為250℃。第一次冷軋后得到預(yù)制件，然后將所述預(yù)制件進(jìn)行退火。所述退火的溫度優(yōu)選為400℃。將退火后的預(yù)制件進(jìn)行第二次冷軋，所述第二次冷軋的開軋溫度為300℃，終軋溫度為250℃。將所述第二次冷軋后的預(yù)制件在氣墊爐中進(jìn)行固溶，固溶溫度為560℃，保溫時間為5min；將固溶后的預(yù)制件進(jìn)行淬火；將淬火后的預(yù)制件在50℃下，保溫10min進(jìn)行預(yù)時效處理；將預(yù)時效處理后的預(yù)制件在50℃下，保溫1h進(jìn)行時效處理，得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。取0.5mm的上述鋁合金板材進(jìn)行包頭沖擊性能檢測，檢測結(jié)果如表1所示。實施例2Fe1%；Mn1.0%；Mg0.80%；Si0.80%；Zr0.3%；Ti0.2%；Cu4.5%；余量的Al。將所述鑄錠在銑床上進(jìn)行銑面操作，單面銑面量8mm，確保兩面缺陷銑凈，側(cè)銑刀銑小面。然后加熱所述銑面后的鋁合金鑄錠，進(jìn)行均勻化處理。加熱溫度為500℃，將均勻化處理后的鑄錠立刻進(jìn)行熱軋，開軋溫度優(yōu)選為500℃，終軋溫度優(yōu)選為450℃，軋輥的壓下量板材的厚度為鑄錠厚度的10%。將所述熱軋后的鑄錠進(jìn)行第一次冷軋，按照本發(fā)明，所述第一次冷軋采用較大壓下量，為熱軋后鑄錠厚度的10%。開軋溫度為300℃。終軋溫度優(yōu)選為200℃。第一次冷軋后得到預(yù)制件，然后將所述預(yù)制件進(jìn)行退火。所述退火的溫度優(yōu)選為300℃。將退火后的預(yù)制件進(jìn)行第二次冷軋，所述第二次冷軋的開軋溫度為300℃，終軋溫度為200℃。將所述第二次冷軋后的預(yù)制件在氣墊爐中進(jìn)行固溶，固溶溫度為540℃，保溫時間為20min；將固溶后的預(yù)制件進(jìn)行淬火；將淬火后的預(yù)制件在200℃下，保溫3h進(jìn)行預(yù)時效處理；將預(yù)時效處理后的預(yù)制件在200℃下，保溫1h進(jìn)行時效處理，得到勞保皮鞋鞋頭用鋁合金板材。檢測結(jié)果如表1所示。取5mm的上述鋁合金板材進(jìn)行包頭沖擊性能檢測，檢測結(jié)果如表1所示。表1實施例提供的鋁合金板材的性能。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。