高强度、高延展性铝板带材加工工艺的制作方法

文档序号:15601242发布日期:2018-10-02 20:19阅读:195来源:国知局

本发明涉及合金加工技术领域,尤其是涉及高强度、高延展性铝板带材加工工艺。



背景技术:

铝是地壳内含量最丰富的金属元素,其含量约占地壳总质量的8.8%。自然界的铝都是化合物形式存在,地壳中的铝的70%左右是以al2o3的形式存在于自然界。al2o3经电解后可生产出金属铝。

铝的密度小,大约是铁的1/3,具有很高的塑性,易于加工,可制成各种型材和板材,抗腐蚀性能好。单纯铝的强度低,只有通过添加一定的合金元素和独特的加工工艺及热处理等方法进行强化。

铝及铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化工工业、日常生活用品中已大量应用。制品广泛应用在包装业、交通运输业、建筑业。

3003铝合金可用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,或既要求有这些性能又需要有比1xxx系合金强度高的工作,如厨具、食物和化工产品处理与贮存装置,运输液体产品的槽、罐,以薄板加工的各种压力容器与管道、型材。

但随着对产品性能要求的进一步提升,3003合金板带材常规加工方式已无法满足社会需求,虽然5xxx系或7xxx系合金强度更高,但同时也带来了加工困难、加工成本成倍增长等问题。

鉴于此,为了改进高强度、高延展性铝板带材加工工艺及独有的热处理方式,亟需一种高强度、高延展性的3003合金板带材。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。



技术实现要素:

本发明的第一目的在于提供一种高强度、高延展性铝板带材加工工艺,能够通过减小道次压下量,增加加工道次次数,来强化冷轧的冷加工硬化程度;通过在成品道次后增加低温退火工艺,在保证产品的抗拉强度基本不变的情况下,增大产品的断后延伸率,改善产品的塑性。

本发明提供的一种高强度、高延展性铝板带材加工工艺,包括如下步骤:

步骤a:选取3003合金铸轧坯料为原料;

步骤b:采用冷轧机将上述铸轧坯料轧制,轧制过程中通过减小道次压下量,增加加工道次次数以获得厚度为0.4mm~0.6mm的冷轧卷;

步骤c:对上述步骤b轧制后的成品冷轧卷进行低温退火处理。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤a中,选用φ380/960/1650型号冷轧机。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤a中,3003合金铸轧坯料包含如下合金成分:fe(0.55~0.65)%,si(≤0.15)%,cu(0.08~0.12)%,mn(1.05~1.15)%,ti(0.015~0.03)%,zn(≤0.1)%,mg(≤0.03)%,其余为al。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,对冷轧卷进行低温长时间退火处理。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,铸轧坯料依照如下厚度递减加工,依次经过6.8mm、4.7mm、3.1mm、2.1mm之后进行重卷切边,之后继续进行1.45mm、1.0mm、0.74mm、0.53mm、0.4mm的顺序,从而获得厚度为0.4mm的成品冷轧卷。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,铸轧坯料依照如下厚度递减加工,依次经过6.8mm、4.7mm、3.1mm、2.1mm之后进行重卷切边,之后继续进行1.45mm、1.0mm、0.78mm、0.60mm的顺序,从而获得厚度为0.6mm的成品冷轧卷。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,冷轧机内设置有开坯辊,所述开坯辊的粗糙度范围为ra0.8~1.0μm。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,进行冷轧过程中要放置轧制油添加剂,轧制油添加剂含量为7~8%。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤b中,冷轧机内设置有工作辊,工作辊的凸度范围为0.02mm~0.03mm。

在上述任一技术方案中,进一步地,在上述步骤c中,低温退火处理的退火温度为200℃,持续时间为20~24h。

本发明的有益效果如下:

采用本发明的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,包括如下步骤:步骤a:选取3003合金铸轧坯料为原料;步骤b:采用冷轧机将上述铸轧坯料轧制,轧制过程中通过减小道次压下量,增加加工道次次数以获得厚度为0.4mm~0.6mm的冷轧卷;步骤c:对上述步骤b轧制后的成品冷轧卷进行低温退火处理。采用本发明的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,相对于5xxx系和7xxx合金而言,其加工难度和加工成本低,且可采用3003合金铸轧坯料,可进一步降低成本,整个生产流程短,加工成本低;加工成的3003合金坯料,抗拉强度≥270mpa;延伸率≥3%;90°折弯无裂纹,性能良好。

具体实施方式

下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

本实施例的具体实施方式如下:

本实施例提供的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,选用3003铸轧坯料为原料,对其进行冷轧加工,从而获得性能更加优异的铝板带材,具体包括如下步骤:

步骤a:选取3003合金铸轧坯料为原料。

需要说明的是,本实施例中的原料3003合金铸轧坯料包含如下合金成分:fe(0.55~0.65)%,si(≤0.15)%,cu(0.08~0.12)%,mn(1.05~1.15)%,ti(0.015~0.03)%,zn(≤0.1)%,mg(≤0.03)%,其余为al,如表1所示。

表1.3003合金铸轧坯料成分表

需要指出的是,3003铝合金可用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,3003为al-mn系合金,是应用最广的一种防锈铝,这种合金的强度不高(稍高于工业纯铝),不能热处理强化,故采用冷加工方法来提高它的力学性能:在退火状态有很高的塑性,在半冷作硬化时塑性尚好,冷作硬化时塑性低,耐腐蚀好,焊接性良好,可切削性能不良。

步骤b:采用冷轧机将上述步骤a中的铸轧坯料轧制,轧制过程中通过减小道次压下量,增加加工道次次数以获得厚度为0.4mm~0.6mm的冷轧卷。

需要说明的是,步骤b中减小道次压下量是指逐渐增加冷轧机的下压量,从而使待加工的铸轧坯料逐渐缩小厚度,从而避免一次性加工量过大,以降低废品率;具体的,根据不同加工厚度要求,进行不同道次压下量的设定,并且需要确保多次压下量的分布,从而确保加工精度。

步骤c:对上述步骤b轧制后的成品冷轧卷进行低温退火处理。

需要说明的是,对铝板带材进行低温退火处理,能够不发生组织转变,消除内应力,降低硬度,还能够有利于表面缺陷的清理,但低温退火的加热保温时间,可以稍长,但无需过长,冷却方式可以是炉冷,也可以是空冷。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机选用φ380/960/1650型号冷轧机。

需要指出的是,在现有标准型号的冷轧机中,优先选用上述型号的冷轧机,以便于冷轧加工的顺利进行。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,铸轧坯料依照如下厚度递减加工,依次经过6.8mm、4.7mm、3.1mm、2.1mm,四个道次压下之后进行重卷切边,重卷切边之后继续进行1.45mm、1.0mm、0.74mm、0.53mm、0.4mm五个道次压下,从而获得厚度为0.4mm的成品冷轧卷,采用多道次、减小道次压下量的实现方式,确保冷轧加工的加工效率和成品率。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机内设置有开坯辊,开坯辊的粗糙度范围为ra0.8~1.0μm。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,进行冷轧过程中要放置轧制油添加剂,轧制油添加剂的含量为7~8%。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机内设置有工作辊,工作辊凸度范围为0.02mm~0.03mm。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤c中,低温退火处理的退火温度为200℃,持续时间为20~24h。

采用本实施例的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,包括如下步骤:步骤a:选取3003合金铸轧坯料为原料;步骤b:采用冷轧机将上述铸轧坯料轧制,轧制过程中通过减小道次压下量,增加加工道次次数以获得厚度为0.4mm~0.6mm的冷轧卷;步骤c:对上述步骤b轧制后的成品冷轧卷进行低温退火处理。采用本发明的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,相对于5xxx系和7xxx合金而言,其加工难度和加工成本低,且可采用3003合金铸轧坯料,可进一步降低成本,整个生产流程短,加工成本低;加工成的3003合金坯料,抗拉强度≥270mpa;延伸率≥3%;90°折弯无裂纹,性能良好。

实施例二

本实施例提供的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,选用3003铸轧坯料为原料,对其进行冷轧加工,从而获得性能更加优异的铝板带材,具体包括如下步骤:

步骤a:选取3003合金铸轧坯料为原料。

需要说明的是,本实施例中的原料3003合金铸轧坯料包含如下合金成分:fe(0.55~0.65)%,si(≤0.15)%,cu(0.08~0.12)%,mn(1.05~1.15)%,ti(0.015~0.03)%,zn(≤0.1)%,mg(≤0.03)%,其余为al,如上述表1所示。

需要指出的是,3003铝合金可用于加工需要有良好的成形性能、高的抗蚀性可焊性好的零件部件,3003为al-mn系合金,是应用最广的一种防锈铝,这种合金的强度不高(稍高于工业纯铝),不能热处理强化,故采用冷加工方法来提高它的力学性能:在退火状态有很高的塑性,在半冷作硬化时塑性尚好,冷作硬化时塑性低,耐腐蚀好,焊接性良好,可切削性能不良。

步骤b:采用冷轧机将上述步骤a中的铸轧坯料轧制,轧制过程中通过减小道次压下量,增加加工道次次数以获得厚度为0.4mm~0.6mm的冷轧卷。

需要说明的是,步骤b中减小道次压下量是指逐渐增加冷轧机的下压量,从而使待加工的铸轧坯料逐渐缩小厚度,从而避免一次性加工量过大,以降低废品率;具体的,根据不同加工厚度要求,进行不同道次压下量的设定,并且需要确保多次压下量的分布,从而确保加工精度。

步骤c:对上述步骤b轧制后的成品冷轧卷进行低温退火处理。

需要说明的是,对铝板带材进行低温退火处理,能够不发生组织转变,消除内应力,降低硬度,还能够有利于表面缺陷的清理,但低温退火的加热保温时间,可以稍长,但无需过长,冷却方式可以是炉冷,也可以是空冷。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机选用φ380/960/1650型号冷轧机。

需要指出的是,在现有标准型号的冷轧机中,优先选用上述型号的冷轧机,以便于冷轧加工的顺利进行。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,铸轧坯料依照如下厚度递减加工,依次经过6.8mm、4.7mm、3.1mm、2.1mm,四个道次压下之后进行重卷切边,重卷切边之后继续进行1.45mm、1.0mm、0.78mm、0.60mm四个道次压下,从而获得厚度为0.6mm的成品冷轧卷,采用多道次、减小道次压下量的实现方式,确保冷轧加工的加工效率和成品率。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机内设置有开坯辊,开坯辊的粗糙度范围为ra0.8~1.0μm。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,轧制过程中要放置轧制油添加剂,轧制油添加剂的含量为7~8%。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤b中,冷轧机内设置有工作辊,工作辊的凸度范围为0.02mm~0.03mm。

本实施例的可选技术方案为,在上述步骤c中,低温退火处理的退火温度为200℃,持续时间为20~24h。

采用本实施例的高强度、高延展性铝板带材加工工艺,能够获得上述实施例一的全部技术效果,在此不作赘述。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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