铝板片的生产工艺

来源:热处理实用数据速查手册作者:郭海祥

  一种工艺用来生产有着高屈服强度和合适延展性的铝合金板材,特别是用于制造汽车的面板。这个工艺包括将没有经过热处理的铝合金铸造成一个铸坯,然后所述的铸坯经过一系列的轧制得到最终规格的板材,更好的选择是随后的热处理退后产生再结晶。轧制步骤包括热轧和中温轧制铸坯以得到中间厚度的中间制品,然后冷却中间制品,接着在室温到340摄氏度的范围内中温轧制以及冷轧中间制品得到最终的规格的板材。这一系列的轧制过程是连续进行的没有中间品的圈绕和对中间板材的完全退火。该发明还涉及合金制品的薄板。

  本发明涉及生产一种生产铝板材的工艺流程。特别是,本发明涉及通过轧制法从不经热处理合金中生产处适合成形的板材。例如,在制造汽车面板方面的5000 系列铝合金。

  5000 系列铝合金(即镁作为主要的合金元素)通常用于汽车的面板(护板、门板、罩等等),对于这样的应用,为合金板片提供高屈服点和高延展性时所想要达到的。合适规格和屈服强度的铝合金片可由连续浇铸之后的轧制得到。在传统的连铸过程中,从铸造中得到的金属经过热轧和温制,然后盘绕(在温度大约300摄氏度)接着被送往另一轧机,在不超过160摄氏度的温度进行最后的冷轧。

  为了精炼,在这里所要提到的一点是通常所指的“热轧”是在温度高于合金的再结晶温度时实施的。以便合金在轧辊型缝之间或在滚动以后的线圈中自己退火再结晶。所述的“冷轧”通常意味着具有大量加工硬化率的工作轧辊以便在轧制期间或之后的合金既没有重结晶也不会发生回复。“中温轧制”在二者之间执行,以便没有重结晶作用但是屈服强度由于恢复过程而大幅度减少。对于铝合金,热轧温度超过350摄氏度,冷轧温度小于150摄氏度,中温轧制在150和350摄氏度之间实施。

  不幸地是,上述的常规方法的中间卷绕是笨重和昂贵的,储运需要获得一产品,其具有一个合适的微晶结构,以生产预期的屈服强度。

  在美国专利号5,514,228中,在1996年5月7日公开一个同轴的连铸过程,其中板片没有经过中间圈绕而轧成最后所需的规格。不过,在最终的轧制之前还需要进一步的固溶处理,以便在最后的卷绕之前板片进行连续地完全被退火。然而,5000系列合金经固溶处理后不会被强化。

  本发明的一个目的是以方便和经济的方式生产不经热处理的铝合金板片以便适用于汽车版面的制造。

  本发明的另一个目的是,提供一种工艺以连续的步骤而不经过中间的二级轧制生产5000系列的铝合金板片,以得到高屈服点的铝合金产品。

  本发明的一方面,提供生产铝合金板片的一种工艺,其中包括:铸造不经热处理的铝合金以形成一个扁钢锭,然后扁钢锭经过一系列的轧制步骤,以生产最后规格的产品。轧制步骤包括:热轧和中温轧制板坯,形成中级规格中间板片,冷却间板片;然后在室温到340 摄氏度的温度范围内对中间板片进行中温轧制和冷轧;一系列连续的轧制步没有中间片的卷绕或完全退火。

  上述流程在所谓的H2回火中一种合金。进一步的退火再结晶生产处适合于汽车所用的板片。

  本发明的另一方面,提供一种铝合金板片由不经热处理的铝合金制成,这一个过程包括:铸造不经热处理的铝合金,以形成扁钢锭;所述扁钢锭经过一系列的轧制,以生产最后规格的制品;轧制步骤包括:热轧和中温轧制板坯,形成中级规格的中间片,冷却中间片,然后在室温到340 摄氏度的温度范围内对中间板片进行中温轧制和冷轧;一系列连续的轧制步没有中间片的卷绕或完全退火。

  如上所述,本发明需要热轧和中温轧制然后不经中级圈绕或完全退后进行中温轧制和冷轧。当连续轧制扁钢锭的时候,热板坯向空气和轧辊失去热,以便热轧在中温轧制中结束(即在结晶温度以下)。

  这就是通过热轧和中温轧制的方法。在热轧期间,金属完全再结晶以释放在铸造期间产生的任何应变能。这期间的温度取决于同时发生的冷加工的发生量,以及合金的组成。在中温轧制期间,应变能量由于逐渐的轧制而建立,这就是金属所谓的“恢复”。如同重结晶作用一样,出去温度影响外恢复程度取决于冷加工的量和合金的组成。重结晶和恢复之间的重要的区别是,即重结晶作用导致内部张力迅速的减少并在热轧期间发生,然而恢复是中温轧制和冷轧的整个周期中发生,而且内部张力是平稳的减少的,但是大部分压力在“暖和的”轧制期间被释放。

  本发明的过程对任何不经热处理的铝合金有益,这些铝合金最终的处理方式是完全退火状态。不过,加强晶粒度在汽车应用方面的5000系列合金中是最重要的。过程可用于所有的5000 系列合金在完全退火状态中被运送,但是对AA5754合金尤其有用,此合金含有有限量的Mg,为了避免应力腐蚀裂纹,对此合金来说,加强晶粒度是特别重要的。Mg含量更高的例如AA5182合金,对应力腐蚀裂纹敏感,但它们有更高的强度。对于这样的合金的当然是有益的,但是不那么明显。

  本发明的工艺,至少在它的优选的形式中,提供一种制作汽车车身结构的5000系列的铝片,其在一台连铸机上经过连续的轧制得到良好的机械性能。

  本发明的一个优点是,虽然自身退火不会生产优选的微观结构和性质,但是在较低温度的轧制以后的重结晶以及接着的退火,确实生产预期的细粒尺寸、高强度和有利的晶体织构。

  1.生产铝合金板片的一种工艺,包括:铸造不经热处理的铝合金以形成一个扁钢锭,然后扁钢锭经过一系列的轧制步骤,以生产最后规格的产品。轧制步骤包括:热轧和中温轧制板坯,形成中级规格中间板片,冷却间板片;然后在室温到340 摄氏度的温度范围内对中间板片进行中温轧制和冷轧;一系列连续的轧制步没有中间片的卷绕或完全退火。