合金鋁板的連鑄連軋生產(chǎn)加工工藝
合金鋁板廠家介紹,連鑄連軋即通過連續(xù)鑄造機(jī)將鋁熔體鑄造成一定厚度或一定截面積的鑄坯,再進(jìn)入后續(xù)的單機(jī)架或多機(jī)架熱板帶軋機(jī),從而直接軋制成供冷軋用的板、帶坯及其他成品。 連鑄連軋工藝相對(duì)于傳統(tǒng)直冷鑄錠熱軋工藝,省去了的鋸頭銑面,鑄錠預(yù)熱均勻化等工序,大大減少了能源的消耗,真正做到節(jié)能、減排,有利于可持續(xù)發(fā)展,具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì) 。 但有可能出現(xiàn)連續(xù)鑄坯的表面質(zhì)量和成分偏析等問題,影響到其最終熱軋產(chǎn)品的性能,因此有必要對(duì) 5052 合金連鑄連軋的產(chǎn)品性能進(jìn)行研究。
1 用5052鋁板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
1.1 試驗(yàn)材料
采用5052 連鑄連軋 5.0 mm 左右的鋁板進(jìn)行試驗(yàn),來確定連鑄連軋 5052H32 板材的生產(chǎn)工藝 。 連鑄連鑄鋁卷的生產(chǎn)工藝流程為:熔煉-連鑄連軋-冷軋-中間退火-冷軋- 穩(wěn)定化退火 - 性能檢測(cè)。
1.2 實(shí)驗(yàn)方案
將坯料厚度為 5.0 mm 左右的鋁板軋制至毛坯料厚度。將毛坯料中間退火后,軋制到成品厚度 1.5mm 。 軋制到毛坯厚度時(shí),需給成品厚度 1.5 mm 的板材預(yù)先留下不同的冷變形量 ( 20% 、 30% 、 40% 、50% )。 根據(jù)計(jì)算,軋制毛坯料的厚度分別為 1.88 、2.14 、 2.50 、 3.00 mm 。并將不同變形量的成品厚度板材進(jìn)行穩(wěn)定化退火試驗(yàn),退火溫度可選擇 160 、 180 、200 、 220 ℃ ,用退火爐加熱,達(dá)到所指定溫度后,均保溫2h, 檢測(cè)力學(xué)性能。
2 試驗(yàn)結(jié)果及分析
2.1 加工硬化
對(duì)冷軋過程中的不同變形量進(jìn)行取樣, 檢測(cè)力學(xué)性能,繪制冷軋加工硬化曲線如圖1,隨著加工率的增加,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度增加,而伸長(zhǎng)率則降低。這是由于冷變形程度越大,晶格畸變?cè)絿?yán)重,位錯(cuò)密度越大,材料加工硬化率越高所至 。 這跟傳統(tǒng)的直冷鑄錠熱軋工藝生產(chǎn)提供冷軋坯料的變化趨勢(shì)一致。
2.2 O 態(tài)力學(xué)性能
將標(biāo)準(zhǔn)試樣在 280、300 、320 、330、340、360 ℃ 的溫度下,保溫2h,檢測(cè)力學(xué)性能,確定連鑄連軋卷 O態(tài)時(shí)的金屬溫度, 即連鑄連軋鋁卷的再結(jié)晶終了溫度。 力學(xué)性能與溫度的關(guān)系如圖 2。
從圖可以看出,隨著退火溫度的升高,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度隨之下降,而伸長(zhǎng)率則升高。這是由于板材內(nèi)部的組織發(fā)生了回復(fù)和再結(jié)晶, 當(dāng)退火溫度達(dá)到330℃ ,再結(jié)晶過程完成,抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度基本保持不變,隨著退火溫度的提高,伸長(zhǎng)率稍有提升。 由此可知,連鑄連軋的再結(jié)晶終了溫度為 330℃ , 這比傳統(tǒng)直冷鑄錠熱軋工藝生產(chǎn)提供坯料的5052 合金再結(jié)晶終了溫度高了 40~50 ℃ ,這可能與連鑄連軋內(nèi)部金相組織有關(guān)。連鑄連軋 5052 冷軋板中第二相明顯地沿軋制方向分布,偏光金相組織沿軋制方向拉長(zhǎng),顯微組織明顯為軋制應(yīng)力強(qiáng)化態(tài),但更多地保留了冷作硬化態(tài)組織。
2.3 中間退火后力學(xué)性能變化
為了摸索出 5052H12 所需的變形量,將退火到O 態(tài)的板材軋制不同的變形量 ( 10% 、 15% 、 20% 、25% 、 30% 、 40% 、 50% 、 60% 和 70% ),檢測(cè)力學(xué)性能。加工率達(dá)到 20% 以上才能滿足國(guó)標(biāo)中 5052H12 的力學(xué)性能范圍要求。 但 5052 變形鋁 合 金 在 室 溫 下 放 置 時(shí) 會(huì) 因 合 金 組 織 中 β 相(Mg 2 Al 3 ) 晶界網(wǎng)狀析出而發(fā)生時(shí)效軟化,導(dǎo)致力學(xué)性能下降,因而需要對(duì)該合金進(jìn)行穩(wěn)定化退火處理 。
2.4 穩(wěn)定化退火處理
將不同變形量(加工率為 20%~50% )的試樣在160~220 ℃ 的溫度下, 加熱保溫 2 h , 檢測(cè)力學(xué)性能,,加工率 20% ,溫度為 160~180 ℃ 時(shí); 加工率 30%~40% ,溫度為60~220 ℃;加工率 50% ,溫度為 200~220 ℃ 時(shí),保溫 2 h ,均能達(dá)到力學(xué)性能要求。 但綜合考慮各個(gè)因素對(duì) 5052 板材力學(xué)性能的影響,以及考慮工廠實(shí)際生產(chǎn)狀況、成本等因素,確定連鑄連軋5052H32的冷軋工藝參數(shù)為: 加工率 20%, 穩(wěn)定化退火溫度160 ℃,保溫2 h 。 實(shí)際生產(chǎn)時(shí),可以適當(dāng)提高 Mg元素含量,提高板材的力學(xué)性能,更好的滿足各類客戶的需求。
3 結(jié)論
( 1 ) 連鑄連軋鋁卷再結(jié)晶終了溫度為 330℃ 。
( 2 ) 連鑄連軋 5052 H32 的生產(chǎn)工藝參數(shù):變形加工率20%,穩(wěn)定化退火160 ℃ ,保溫2 h 。
( 3 ) 適當(dāng)提高 Mg 元素的含量, 可通過連鑄連軋坯料來滿足 5052 H32 板材的各類客戶要求。
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