专利名称：一种制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法
技术领域：
本发明涉及铝合金箔材的加工领域，具体涉及一种制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法。
背景技术：
铝箔以其特有的性能在广阔的领域里满足着现代生产的各类需求。随着经济技术的发展，对铝箔品质的要求日益提高，希望铝箔的厚度更薄、针孔更少、力学性能和表面质量更高。但若要生产特殊要求的专用铝合金箔材对材料及加工工艺要求就更高。汽车散热片合金铝箔因其具有重量轻、耐腐蚀、钎焊性好和性能可靠等优点已经广泛地应用于汽车热交换器中，如汽车水箱散热器、汽车空调冷凝器、蒸发器等。在汽车散热器中，以复合铝箔代替传统的铜箔，重量可减轻37-45%，然而我国国产汽车散热器大多仍采用铜箔，急需更新换代。铝合金箔材坯料的生产一般采用两种方式热轧坯料和连续铸轧坯料。目前，目前大多采用热轧坯料生产汽车散热器用复合铝箔，热轧坯料是采用重熔铝锭熔化或采用电解铝液直接进行半连续铸造法将铝熔体铸造成扁锭，经过锯切及铣床铣面，去除扁锭表面的氧化物和缺陷，然后经均匀化热处理炉加热，在高于再结晶温度的条件下通过热轧机轧制至几毫米厚。再经冷轧轧制成一定厚度的带材作为铝箔坯料。连续铸轧法是让铝液通过一套装置引导到两个轧辊之间形成的“辊缝”中，通过两个轧辊的强行冷却、结晶和变形后，得到厚度为6mm 8mm的铸轧卷坯。在铸轧过程中，铝液在两个轧辊之间的较窄辊缝中受到两轧辊在几十毫米的铸轧区长度内，经过两个轧辊的强行冷却、结晶和少量的轧制变形后，得到7mm左右厚度的铸轧卷，由于结晶条件不同而易导致铸轧卷内组织成分的不均匀。所得到的铸轧板的内部组织属于半铸态结构，晶体的方向性较强。由于双辊铸轧冷却速度快，铸轧板中枝晶间距大大减少，金属间化合物颗粒也大大细化，这样的显微组织也有利于汽车散热器用合金铝箔的轧制。与热轧法相比，铸轧法具有投资少、效率高、加工费用低、金属及能源消耗低等成本低的优点。但是，铝合金中含有较高的锰和锌，如采用连铸连轧法生产，带坯在铸轧过程中，由固相和液相组成的两相区范围加大，使得铝-锰-锌合金要在5 6cm左右铸轧区范围，2 3秒钟之内完成结晶和轧制非常困难。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种生产效率高，成品率高，成本低，板型好，质量稳定的汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法。本发明的目的是这样实现的一种用连续铸轧法坯料生产合金汽车散热片铝合金箔，其化学成份质量分数如下Si 0. 44 O. 58、Fe 0. 45 O. 55、Cu 0. 10 O. 15、Mn 1. 05 1. 25,Cr 0. 025,Ni 0. 045,Zn 1. 40 1. 60,Ti 0. 045,Zr 0. 045、其余成分为铝。
其中，含量有上下限者为合金元素；含量为单个数值者，铝为最低限，其他杂质元素为最低限不同合金元素对坯料的组织性能产生不同的影响，为了获得组织均匀性能优良的铸轧坯料，必须对整卷坯料的化学成分进行合理的控制。我们对铸轧坯料的化学成分实行最大和窄幅波动控制方式。铸轧卷的生产工艺流程是熔炉准备一炉料准备一装炉一熔化一搅拌与扒渣一调整成分一炉内处理(第一次精炼)一转炉及静置(第二次精炼)一除气箱除气扒渣一过滤箱双通道双级陶瓷过滤板过滤除渣一铸轧成7. Omm的连续铸轧板，然后收卷成铸轧卷(即厚度为6-8mm铸轧板带卷材)。将铸轧带卷坯料经冷轧、箔轧制备合金箔的工艺流程为步骤二 所述铸轧带卷冷轧工艺流程为7. Omm — 5. Omm — 3. 5mm — 2. 5mm —1. 7mm ;切边一1. 2mm ;第一次退火—O. 66mm :切边一O. 36mm ;转为猜乳工艺一O. 22mm — O. 135mm ;第二次退火一O. 06mm。铝合金在冷变形过程中，除了外形及尺寸发生变化外，其内部组织也随着发生变化。在外力作用下，迫使变形金属内部的晶粒发生滑移、转动和破碎；晶粒的形状发生了变化，晶界沿变形方向延长，晶粒破碎并被拉成纤维状；这样就使原来方位不同的等轴晶粒逐步向一致方向发展，形成了变形织构；其结果使金属产生了各向异性，同时由于加工硬化而使金属的强度升高，塑性降低，逐渐失去了继续承受冷塑性变形的能力。铸轧板带材在铸轧时若固溶体成分不均匀，易出现粗大晶粒组织及晶内偏析现象，因此在轧制到1. 2mm时必需进行中间完全软化退火，一是使固溶体分解，沉淀出MnA16质点，降低再结晶温度，以便在二次中间退火时可防止粗晶出现，二是在经过冷变形程度80%以上的冷轧后，如不进行中间退火而进行冷轧时，将会发生困难。所以，要将7. Omm厚度铸轧铝板轧制到成品厚度O. 06mm、0. 07mm、0. 08mm、0. 010mm、0. 012mm、0. 014mm箔材产品，需在冷轧工序经5个道次后进行一次完全软化退火，再继续经冷轧至O. 36mm再转至箔轧，继续轧制到成品的前一道次，进行第二次为准确控制力学性能完全再结晶退火，最后轧制到上述成品厚度。 所述两次中间退火工艺为第一次中间退火采用完全软化退火，工艺为采用炉气控温方式及实测料温方式退火，即，炉温< 100°C装炉，炉温升温到550°C，料温实测温度达到450°C后，炉温降温到450°C保温1. 5小时出炉空冷。高温完全软化处理可有效消除枝晶偏析、溶解非平衡相，使金属组织趋于均匀化，有重要意义。第二次中间退火采用完全再结晶退火，工艺为采用炉气控温方式及实测料温方式退火，即，炉温彡100°C装炉，炉温升温到550°C，料温实测温度达到380°C后，炉温降温到380°C保温1. 5小时出炉空冷。组织再结晶退火主要是恢复轧制拉长的晶粒，使之更加细化，使板带软化便于继续轧制达到所需的组织状态。所述铸轧铝板带材经均匀化退火后轧到1. 2mm厚度总加工率为82. 85%以上。第二次退火厚度为O. 30-0. 135，成品轧到O. 06-0. 14mm达到H16状态，压延铝板带材经再结晶退火后产成品总加工率为别为 55. 55%,53. 33%,52. 94%,54. 54% ；53. 84%,53. 33%。本发明通过热处理退火工艺和冷箔轧轧制工艺环节的控制，保证完全达到汽车散热器专用合金箔的技术要求组织均匀、化学成分范围窄、平整无波浪、箔面色泽一致、无粘铝、无孔洞、无油斑、无严重擦划伤、端面整齐无错层、塔形、毛刺、厚度偏差范围小，合金状态为H16，抗拉强度介于16(T220Mpa之间。
本发明对整个生产过程进行严格的控制，其中，优选的技术方案为第一次中间退火采用组织软化退火后的总加工率在75-88. 75% ;所述第二次退火采用完全再结晶退火后，通过54%的加工率轧至成品。步骤二中采用的冷轧机轧制道次为7道次，绝对压下量为6. 62mm，总加工率为94. 57% ;采用的箔轧机轧制道次为2道次，绝对压下量为O. 24_，总加工率为63. 15% ;冷箔轧总加工道次为9道次，绝对压下量为6. 86mm,总加工率为98. 0%。冷轧机轧制开卷张力值为0· 8-2. 4Kg/mm2 ;卷取张力1· 4-3. 4Kg/mm2 ;轧制速度为140-430M/min ;冷轧轧制用时68min ;箔轧机轧制开卷张力值为2. 9-3. 4Kg/mm2，卷取张力为3· 5-4. lKg/mm2 ;轧制速度为400-500M/min，箔轧轧制用时为40_91min，冷箔轧轧制总用时:108-159min。 为了控制产品的平整度，优选的技术方案为，冷轧油压控制在4. 2-4. 48kg、油温控制29-37°C，冷轧工艺油主要理化指标闪点≥95°C、运动粘度2. 2-2. 5 (40°C )mm2/S、酸度(O. 05mg. KOH/g ;箔轧油 压控制在4. 45-4. 46kg、油温控制40_45°C，箔轧工艺油主要理化指标闪点≥ 80°C、运动粘度1. 8-2. O (40°C) mm2/S、酸度≤ O. lmg. KOH/g。本发明的特点为本发明用连续铸轧法坯料生产汽车散热片专用铝合金箔，通过对原冷箔轧工艺进行改革，冷箔轧轧制加工工艺对控制，调节汽车散热器铝箔成品的平整度、厚度偏差、表面色泽均匀性、力学性能等指标，满足汽车散热器铝箔要求厚度偏差小于3%、平整度不大于151的要求。本发明冷箔轧制备工艺主要包括轧机轧制道次加工率、轧制张力、轧制速度、冷却润滑剂(轧制工艺油)、轧辊辊型设计等。1、充分发挥合金塑性，尽可能采用大的总加工率，缩短工艺流程，提高生产效率和降低成本。2、保证产品质量，防止总加工率过大产生裂边和断带及恶化表面质量。3、充分发挥设备能力，保证设备安全运转，防止损坏设备部件或烧坏电气元件等事故。4、纯铝产品加工率控制在40-50%，中间退火后控制在50%以上。5、由于合金含有较高的锰锌，变形抗力大，在变形铝合金中有很强的应力腐蚀裂纹倾向敏感性，在轧制过程中，如加工率过大易产生边部裂纹，因此在设计轧制加工工艺时，将道次加工率控制在30%左右，中间退火后控制在45%左右，箔轧成品前一道次为保证产品最终力学性能，设计完全再结晶退火后，成品道次加工率达55. 55%，避免加工过程中因加工率过大形成裂边缺陷造成断带废品。6、冷箔轧机轧制道次、压下量、轧制力及加工率确定表I冷轧机轧制道次、压下量、轧制力及加工率分配表
权利要求
1.一种制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于 步骤一制备汽车散热片合金铝箔铸轧带卷； 步骤二 所述铸轧带卷冷轧工艺流程为7道次7.Omm — 5. Omm — 3. 5mm — 2. 5mm —1. 7mm ;切边—1. 2mm ;第一次退火—O. 66mm :切边—O. 36mm ;转为 3 道次猜乳工艺 O. 36mm — O. 22mm — O. 135mm ;第二次退火一O. 06mm。
2.如权利要求1所述的制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于 所述第一次退火采用完全软化退火，工艺为采用炉气控温方式及实测料温方式退火，即，炉温彡100°c装炉，炉温升温到550°C，料温实测温度达到450°C后，炉温降温到450°C保温1. 5小时出炉空冷； 所述第二次退火采用完全再结晶退火，工艺为采用炉气控温方式及实测料温方式退火，即，炉温彡100°C装炉，炉温升温到550°C，料温实测温度达到380°C后，炉温降温到380°C保温1. 5小时出炉空冷。
3.根据权利要求2所述的制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于所述第一次中间退火采用组织软化退火后的总加工率在75-88. 75% ;所述第二次退火采用完全再结晶退火后，通过54%的加工率轧至成品。
4.根据权利要求1或2或3所述的制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于所述步骤二中采用的冷轧机轧制7道次的绝对压下量为6. 62mm,总加工率为94. 57% ;采用的箔轧机轧制2道次的绝对压下量为O. 24mm,总加工率为63. 15% ;冷箔轧总加工9道次的绝对压下量为6. 86mm,总加工率为98. 0%。
5.根据权利要求1或2或3所述的制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于冷轧机轧制开卷张力值为0.8-2.4Kg/mm2 ;卷取张力1· 4_3· 4Kg/mm2 ；轧制速度为140-430M/min ;箔轧机轧制开卷张力值为2· 9-3. 4Kg/mm2，卷取张力为3.5-4. lKg/mm2 ;轧制速度为400_500M/min。
6.根据权利要求5所述的制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，其特征在于用于调节平整度的冷轧油压控制在4. 2-4. 48 kg、油温控制29-37°C，冷轧工艺油主要理化指标闪点≥95°C、运动粘度40°C条件下2. 2-2. 5mm2/S、酸度< O. 05mg. KOH/g ;箔轧油压控制在4. 45-4. 46kg、油温控制40-45°C，箔轧工艺油主要理化指标闪点> 80°C、运动粘度 40°C条件下1. 8-2. 0mm2/S、酸度≤O. lmg. KOH/g。
全文摘要
本发明公开了一种制备汽车散热片合金铝箔的冷箔轧轧制工艺方法，通过对轧制道次、入口厚度、出口厚度、卷材宽度、轧制力、轧制速度、入口张力、出口张力、轧辊辊型、工艺润滑油、退火工艺等工艺参数的控制，保证了箔冷轧轧制工艺对铝箔成品的控制，使其平整度、厚度偏差、表面色泽均匀性、力学性能等指标达到要求。并且，该工艺充分发挥了合金塑性，采用大的总加工率，缩短工艺流程，提高生产效率和降低成本，保证产品质量，有效的防止总加工率过大产生裂边和断带及恶化表面质量，充分发挥设备能力，保证设备安全运转，防止了损坏设备部件或烧坏电气元件等事故的发生。
文档编号C21D8/02GK103056163SQ20121058154
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者黄善球, 朱东年, 白杰, 王民生, 范文慧, 刘军民, 曾荣华 申请人:江阴新仁科技有限公司