专利名称：一种3003铝合金深冲圆片的生产方法
技术领域：
本发明涉及一种铝合金的生产方法，尤其涉及一种3003铝合金深冲圆片的生产 方法，属于合金材料技术领域。
背景技术：
3003铝合金属于Al-Mn系铝合金中的一种，有良好的抗腐蚀性、强度较低、塑性 高、成形性能优良，焊接性能良好。该铝合金主要用于压力罐、储存箱、化工设备、飞机油箱、 热交换器等。中国专利申请(公开号CN101736182A)涉及手机电池壳用3003铝合金带材的制 造方法，该方法包括配料并经熔炼、铸造、均勻化退火、热轧和冷轧处理。虽然该方法生产的 3003铝合金带材组织性能好，其抗拉强度、延伸率和制耳率均能达到深冲产品的要求，但其 加工工艺复杂，生产成本高。且热轧坯料熔炼时金属烧损为2. 5%，切头尾量为6%，铣面量 为5. 5%，如在考虑铸锭过程及热轧轧制过程产生的废料，综合成品率仅为80%，从而也增 加了 3003铝合金深冲产品的成本。目前还有采用直接铸轧坯料的方法制成3003铝合金深冲产品，虽然该方法的生 产工艺简单，制造成本低，但用现有的铸轧方式生产出的3003铝合金普遍存在深冲性能不 好，外观质量差，易开裂等缺陷，很难满足用户对于3003铝合金深冲产品的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术所存在的缺陷，提供一种工艺流程简单、成品率高、 成本低、深冲性能好的3003铝合金深冲圆片的生产方法。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种3003铝合金深冲圆片的生产方 法，该方法包括以下步骤A、铸轧将3003铝合金成分配料后铸轧成厚度为5. 0-8. Omm的3003铝合金板材， 然后经过冷变形加工率为12% -40%冷轧加工；B、均勻化处理将上述冷轧加工后的3003铝合金板材进行均勻化处理，均勻化温 度为540-600°C，保温时间为10-30小时；C、再次冷轧加工将上述均勻化处理后的3003铝合金板材进行再次冷轧加工，再 次冷轧加工采用2-5道次轧制；D、冲裁、退火处理将上述再次冷轧加工后的3003铝合金板材冲裁成圆片，然后 对圆片进行退火处理后得3003铝合金深冲圆片成品，退火温度为500-600°C，保温时间为 0. 5-5小时。本发明的3003铝合金板材可以通过普通的铸轧制成，具体的工艺如下所示按照 3003铝合金成分配料后制成铝锭和中间合金，将铝锭加入坩埚电阻炉中，待铝锭熔化时，加 入中间合金并搅拌；然后加入Mg和Zn，打渣、精炼；搅拌并静置，在铸铁模中浇注成型；将 上述浇注成型的铝合金铸锭热轧、冷轧轧成3003铝合金板材。
本发明步骤A中通过合适的变形加工率冷轧，使3003铝合金达到所需的加工工艺 性能，且保持性能稳定。在均勻化处理前施加适度冷变形加工率的冷轧，能改善材料的各向 异性，但冷变形加工率超过40%，随着冷变形加工率增加，合金中立方织构组分含量减小， 制耳率明显提高，材料的各向异性增大。本发明步骤B中通过均勻化处理能有效控制基体中的化合物形貌和分布，降低材 料深冲时产生的应力集中的可能性。3003铝合金中的主要元素是金属Mn，一部分的Mn以 过饱和固溶体的形式存在于α (Al)基体，一部分以ΜηΑ16化合物的形式与α (Al)在晶界 形成连续网状的共晶体ΜηΑ16相。在均勻化处理过程中温度太低，ΜηΑ16 —次晶化合物的 形态基本上不发生变化，仍然保留着铸态时的形貌。当均勻化处理温度在540-600°C时，将 获得均勻细小的再结晶晶粒，但是温度过高超过600°C使基体中Mn元素的分布重新变得不 均勻。本发明步骤C中再次冷轧加工采用2-5道次轧制生产的3003铝合金深冲圆片化 合物破碎更充分，分布均勻，弥散；最终产品的力学性能如屈服强度、抗拉强度、延伸率和制 耳率较好。在上述的3003铝合金深冲圆片的生产方法中，作为优选，步骤A中所述的3003铝 合金的成分及其质量百分比为Fe 0. 05% —0. 25% ；Si 0. 05% —0. 30% ；Cu 0. 01% -0. 10% ；Mn 0. 60% -1. 2% ；Mg 0. 05% -0. 35% ；Zn 0. 10% -0. 30% ；Ti :0. 01%-0. 10% ；其余为铝。本发明3003铝合金中Mn是主要元素，Fe、Si是杂质，应控制其含量，Cu能提高其 抗拉强度，Zn能提高3003铝合金的焊接性能。进一步优选，步骤A中所述的3003铝合金的成分及其质量百分比为Fe 0. 08% -0. 15% ；Si 0. 10% -0. 25% ；Cu 0. 02% -0. 06% ；Mn 0. 70% -1. 0% ；Mg 0. 05% -0. 10% ；Zn 0. 10% -0. 15% ；Ti 0. 02% -0. 05% ；其余为铝。在上述的3003铝合金深冲圆片的生产方法中，作为优选，步骤B中均勻化处理的 温度为560-590°C，保温时间为11-25小时。在上述的3003铝合金深冲圆片的生产方法中，作为优选，步骤C中再次冷轧加工 采用3-4道次轧制。在上述的3003铝合金深冲圆片的生产方法中，作为优选，步骤D中退火温度为 520-570°C，保温时间为0. 5-3小时。综上所述，本发明具有以下优点1、本发明3003铝合金深冲圆片的生产方法工艺简单、流程短，利于大规模工业化生产。2、本发明3003铝合金深冲圆片的生产方法相对热轧省去了铸锭、铣面、加热、热 轧等工序，耗能降低；综合成品率高；成本低。3、采用本发明的方法生产的3003铝合金深冲圆片深冲性能和外观质量好、不易 开裂。
具体实施例方式下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明；但是本发明并 不限于这些实施例。本发明为获得性能较好的3003铝合金深冲圆片，在现有3003铝合金化学成份的 基础上，严格控制各合金元素的成份配比。按照GB/T3190-1996规定3003铝合金成分及其 质量百分比为硅 Si 0. 60% ；铁 Fe 0. 70% ；铜 Cu 0. 05% -0. 20% ；猛 Mn 1. 0% -1. 5% ； 锌 Zn 0. 10% ；铝 Al 余量。而本发明在严格控制满足上述化学成份的基础上，确定成分及其质量百分比为 Fe 0. 05 % -0. 25 % ；Si 0. 05 % -0. 30 % ；Cu 0. 01 % -0. 10 % ；Mn 0. 60 % -1. 2 % ；Mg 0. 05% -0. 35% ；Zn 0. 10% -0. 30% ；Ti 0. 01% -0. 10% ；其余为铝。进一步优选，3003铝合金的成分及其质量百分比为Fe 0. 08 % -0. 15% ；Si 0. 10 % -0. 25 % ；Cu 0. 02 % -0. 06 % ；Mn 0. 70 % -1. 0 % ；Mg 0. 05 % -0. 10 % ；Zn 0. 10% -0. 15% ；Ti 0. 02% -0. 05% ；其余为铝。实施例1按照本发明的3003铝合金成分进行配料，制成铝锭和中间合金，采用普通的铸轧 工艺轧成厚度为7. Omm的3003铝合金板材，然后经过冷变形加工率为20%冷轧加工。将冷 轧加工后的3003铝合金板材进行均勻化处理，均勻化温度为560°C，保温时间为25小时。 将均勻化处理后的3003铝合金板材进行再次冷轧加工，再次冷轧加工采用3道次轧制，成 品道次压下量控制在15-30%内。将再次冷轧加工后的3003铝合金板材在圆片车间冲裁成 圆片，然后对圆片进行退火处理后得3003铝合金深冲圆片成品，退火温度为510°C，保温时 间为3小时。实施例2按照本发明的3003铝合金成分进行配料，制成铝锭和中间合金，采用普通的铸轧 工艺轧成厚度为6. Omm的3003铝合金板材，然后经过冷变形加工率为15%冷轧加工。将冷 轧加工后的3003铝合金板材进行均勻化处理，均勻化温度为570°C，保温时间为20小时。 将均勻化处理后的3003铝合金板材进行再次冷轧加工，再次冷轧加工采用4道次轧制，成 品道次压下量控制在15-30%内。将再次冷轧加工后的3003铝合金板材在圆片车间冲裁成 圆片，然后对圆片进行退火处理后得3003铝合金深冲圆片成品，退火温度为550°C，保温时 间为1.5小时。实施例3按照本发明的3003铝合金成分进行配料，制成铝锭和中间合金，采用普通的铸轧 工艺轧成厚度为8. Omm的3003铝合金板材，然后经过冷变形加工率为35%冷轧加工。将冷 轧加工后的3003铝合金板材进行均勻化处理，均勻化温度为590°C，保温时间为15小时。 将均勻化处理后的3003铝合金板材进行再次冷轧加工，再次冷轧加工采用5道次轧制，成 品道次压下量控制在15-30%内。将再次冷轧加工后的3003铝合金板材在圆片车间冲裁成 圆片，然后对圆片进行退火处理后得3003铝合金深冲圆片成品，退火温度为570°C，保温时 间为1小时。随机抽取实施例1-3生产的3003铝合金深冲圆片对其力学性能进行检测，检测结 果如表1所示
表1 本发明生产的3003铝合金深冲圆片的力学性能 本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领 域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替 代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了 一些具体实施例，但是对本领域熟练 技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。
权利要求
一种3003铝合金深冲圆片的生产方法，该方法包括以下步骤A、铸轧将3003铝合金成分配料后铸轧成厚度为5.0 8.0mm的3003铝合金板材，然后经过冷变形加工率为12％ 40％冷轧加工；B、均匀化处理将上述冷轧加工后的3003铝合金板材进行均匀化处理，均匀化温度为540 600℃，保温时间为10 30小时；C、再次冷轧加工将上述均匀化处理后的3003铝合金板材进行再次冷轧加工，再次冷轧加工采用2 5道次轧制；D、冲裁、退火处理将上述再次冷轧加工后的3003铝合金板材冲裁成圆片，然后对圆片进行退火处理后得3003铝合金深冲圆片成品，退火温度为500 600℃，保温时间为0.5 5小时。
2.根据权利要求1所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步骤A中所 述的3003铝合金的成分及其质量百分比为Fe 0. 05% -0. 25% ；Si 0. 05% -0. 30% ；Cu 0. 01% -0. 10% ；Mn 0. 60% -1. 2% ；Mg 0. 05% -0. 35% ；Zn 0. 10% -0. 30% ；Ti 0. 01% -0. 10% ；其余为铝。
3.根据权利要求2所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步骤A中所 述的3003铝合金的成分及其质量百分比为Fe 0. 08% -0. 15% ；Si 0. 10% -0. 25% ；Cu 0. 02% -0. 06% ；Mn 0. 70% -1. 0% ；Mg 0. 05% -0. 10% ；Zn 0. 10% -0. 15% ；Ti 0. 02% -0. 05% ；其余为铝。
4.根据权利要求1或2或3所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步 骤B中均勻化处理的温度为560-590°C，保温时间为15-25小时。
5.根据权利要求1或2或3所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步 骤C中再次冷轧加工采用3-4道次轧制。
6.根据权利要求4所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步骤C中再 次冷轧加工采用3-4道次轧制。
7.根据权利要求1或2或3所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步 骤D中退火温度为520-570°C，保温时间为0. 5-3小时。
8.根据权利要求4所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步骤D中退 火温度为520-570°C，保温时间为0. 5-3小时。
9.根据权利要求5所述的3003铝合金深冲圆片的生产方法，其特征在于步骤D中退 火温度为520-570°C，保温时间为0. 5-3小时。
全文摘要
本发明提供了一种3003铝合金深冲圆片的生产方法，属于合金材料技术领域。它解决了现有的3003铝合金深冲性能不好和外观质量差的问题。本3003铝合金深冲圆片的生产方法，该方法包括以下步骤A、铸轧；B、均匀化处理；C、再次冷轧加工；D、冲裁、退火处理。本3003铝合金深冲圆片的生产方法具有工艺简单、流程短、耗能低、成本低、深冲性能和外观质量好的优点。
文档编号C22C21/00GK101899632SQ20101025888
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月20日 优先权日2010年8月20日
发明者丁荣辉, 张超, 曲明洋, 曾凡清, 黄文辉 申请人:浙江巨科铝业有限公司