3003铝合金板带材生产工艺研究_宋颖涛.doc

3003铝合金板带材生产工艺研究_宋颖涛 2010年第10期(总第125期) 沿海企业与科技 NO.10,2010 (CumulativelyNO.125) 3003铝合金板带材生产工艺研究 宋颖涛 ［摘要］文章试验和讨论铸轧3003冷轧生产工序的退火温度与保温时间、冷变形量等对该合金板带材再结晶退火后组织与性能的影响，提出一些可获得良好晶粒度和机械性能的生产工艺技术。 ［关键词］板带材；退火；组织；性能 ［作者简介］宋颍涛，河南省工业学校讲师，研究方向：金属压力加工工艺，河南［中图分类号］TG335 ［文献标识码］A 郑州，450011 ［文章编号］1007-7723（2010）10-0056-0002 3003铝合金属于Al-Mn系热处理不可强化合金，由于其抗蚀性好，力学性能优良，而广泛应用于各种需要加工成形和耐蚀性能比纯铝高的场 采用铸轧所。但由于AL－Mn系合金自身的特点， 与冷轧法进行批量生产仍存在许多技术难题，其中，3003合金在进行中间退火后晶粒粗大就是一个很显著的问题。 晶粒组织粗大的铝板带在精加工后，沿轧制方向会产生许多粗晶条纹，对板带材表面质量产生极大影响，同时也会使材料的力学性能下降，经 表1 用户使用会发生弯折开裂、冲制破孔等严重质量 在冷轧工序生产3003合金板带过程问题。因此， 当中，如何优化生产工艺，避免晶粒粗大具有极其重要的意义。 一、试验材料与方法 （一）实验材料 选用同一批次3003铝合金板坯作为实验材料，铸轧卷规格为7.0mm*Lmm，原始晶粒度等级均为1级，合金成分(质量分数)见表1。 铸轧3003化学成分（Wt%） （二）试验方法 冷轧在2050六辊不可逆冷轧机上进行，退火在箱式退火炉中进行。为了更好地掌握3003中间退火工艺制度，针对同种产品中退后总加工率相同情况下，先后小批量实验了3种不同退火工艺，其工艺流程如下： 方案1：7.0mm→0.49mm中间退火（480℃/10h+420℃/2h）→冷轧至成品0.32 方案2：7.0mm→0.56mm中间退火（480℃/8h+420℃/2h）→冷轧至成品0.42 方案3：7.0mm→0.43mm中间退火（550℃/6h+420℃/2h）→冷轧至成品0.28 二、试验结果 （一）退火工艺的影响56 3系铝合金再结晶组织普遍表现为晶粒粗大 而且不均匀，其晶粒度与经过铸锭均匀化的热轧卷相比，差距很大。因此，试验了三种退火工艺，结果如表2所示。 由于铸轧实际上是“铸”和“轧”的结合，带坯内铸造、变形、再结晶三种组织共存，且致密度较差，晶界间较宽，而3003合金中锰元素在铝中的扩散速度比较慢，在快速冷却（铸轧生产的冷却强度可 ）条件下来不及沉淀，以过饱和状态保留达300℃/s 在固溶体中，产生晶内偏析，导致晶界附近区域含锰量较晶粒内部高。这种存在着明显晶内偏析的板带材在进行中间退火时，由于锰强烈提高铝合金的再结晶温度，如图1所示；因此，含锰量高的区域再结晶温度较含锰量低的区域高，在进行中 表2退火工艺下对力学性能和晶粒度的影响 间退火时，含锰量低的区域就会先形核生成再结晶晶粒，还可能因回复而降低储能水平使再结晶温度更为提高，继续升温至高锰区能发生再结晶时，低锰区晶粒早已长大，高锰区可能自身形核，也可能以低锰区再结晶晶核为核心而长大，最后形成粗大的晶粒组织，如方案1。 在方案1的基础上，缩短退火时间，试验了方使晶粒组织得到了有效的控制，但相同的成案2， 品加工率力学性能普遍偏高，折弯不能得到很好的保证。为此制定了方案3，采用高温快速退火，用其代替铸锭均匀化退火。退火后MnAl6相或（FeMn）Al6相均匀析出，铸锭均匀化处理是铸锭在高温下，锰原子进行扩散，从而消除锰在晶内的偏析。冷轧带材进行高温中间退火。由于冷变形激活能提高，更利于原子扩散，使MnAl6充分均匀析出消除锰在晶内的偏析，检测表明退火达到0态的上限，且表面大晶粒的现象已经完全被克服，晶粒度达到了1级，力学性能和折弯也基本上达到了标准及客户的要求。 从上述的实验结果看出，冷轧卷经高温中间退火，可以像铸锭均匀化处理那样，起到均匀化的作用，消除锰在晶内偏析，使之再结晶退火时不发生粗大晶粒。 （二）变形量的影响有研究表明，铝合金随着变形量的变化，再结晶处理后的再结晶织构也会有所不同。通过织构组分分析可以得出，铝合金板低变形量时(冷轧30%,50%)冷轧织构基本上没有