鋁箔加工及工藝流程-張靖譯

箔材加工MartinSaenz-Miera,VicenteSabi?anigo,西班牙美鋁歐洲美鋁－亞洲合金及產(chǎn)品技術(shù)培訓(xùn)渤海，中國(guó)2006年2月兩種公認(rèn)的技術(shù)增加新產(chǎn)能更便宜過程更簡(jiǎn)單表面質(zhì)量差合金數(shù)量有限加工更快伸長(zhǎng)率更低大而伸長(zhǎng)的晶體結(jié)構(gòu)更復(fù)雜的過程(更多操作)更靈活的冶金:熱參數(shù)和合金選擇能獲得最好的表面質(zhì)量更高訂貨至交貨的時(shí)間-存貨更好的伸長(zhǎng)率細(xì)晶鑄軋熱軋兩種技術(shù)并存且有各自的空間鑄軋箔產(chǎn)品的鑄軋加工熔化爐靜置爐金屬過濾鑄軋冷軋上圖:減薄軋制在薄箔的最后道次將兩卷箔料疊在一起(“雙合軋制”).雙合過程可直接在精軋時(shí)或之前進(jìn)行.雙合分卷機(jī)精軋精軋機(jī)Reynolds包裝箔?

工藝流程

在HotSpring

(美國(guó)亞里桑那州)

連續(xù)鑄軋廠(6-10mm)

在HotSpring冷軋至

0.7mm

將卷材運(yùn)到Richmond或

Louisville

高溫退火

冷軋至15-25um(0.006-0.009”)

最終退火凝固過程鑄軋中,熱梯度急劇變化,熱軋與凝固過程幾乎是同時(shí)發(fā)生的,因此鑄造晶粒更具有方向性晶粒大小(凝固速度)

與半連續(xù)鑄錠比較,連續(xù)鑄造材料截面薄，表現(xiàn)出更快的冷卻速率和更小的晶粒尺寸(枝晶臂間距)，下圖為半連續(xù)鑄錠和3003鑄軋板1/2厚度的凝固結(jié)構(gòu).半連續(xù)鑄錠沿厚度方向上晶粒尺寸的變化更大.

半連續(xù)鑄造 鑄軋法

對(duì)于晶粒尺寸而言,組成物顆粒尺寸受凝固速率的影響.下圖為具有代表性的3XXX組成物顆粒.3004半連續(xù)鑄錠1/2厚度(533mm)3003鑄軋板1/2厚度(5mm)粒子尺寸鑄軋帶的中心線偏析是由于富溶質(zhì)液相由固液態(tài)向板中心位置擠壓而形成的.大的合金凝固范圍和使凝固前沿向輥縫深入的鑄造條件會(huì)加劇偏析(即,AA1145鑄軋板偏析).鑄軋帶材的中心線偏析

隨凝固范圍的增加難度增大(更高合金含量)*

隨鑄軋速度的增加難度增加*

受回置距離(從鑄嘴到軋輥咬入中心的舉例)的影響大**這些參數(shù)對(duì)于控制生產(chǎn)低針孔數(shù)的薄箔(<10um)很重要連續(xù)鑄軋箔料的加工在一些重要方面鑄軋料的加工與鑄錠料的顯著不同:鑄軋板不需銑面(韓國(guó)的關(guān)于連續(xù)腐蝕材料的一些報(bào)道)鑄軋料可能或可能不進(jìn)行均勻化(具有代表性的厚產(chǎn)品不需均勻化而薄箔則需要)由于暗面外觀可能需要限制均勻化－退火的位置調(diào)節(jié)熱處理以獲得盡可能“直”的軟化曲線本質(zhì)有利的連續(xù)再結(jié)晶形成細(xì)晶需要-有利調(diào)節(jié)鑄造條件和成分為了:避免中心線偏析組成物的均勻分布通過軋制破碎鑄態(tài)組織限制中間退火以避免析出降低針孔數(shù)量細(xì)化晶粒平滑退火曲線檢查表面中間退火的作用HighLoadStripProfileStripFlatnessStickinessMachineDesignSpeedLimitMetalLevelControlSystemCoilHandlingCenterLineSegregationBleedOutBleedOutCenterLineSegregation粘連機(jī)械設(shè)計(jì)速度限制金屬水平控制卷材操作中心線偏析流出流出中心線偏析高載荷帶材剖面帶材平直度熱軋合金適用于薄箔和中等箔的合金1200-1235-1050-1100-11458011-8111高Fe8006,8079,8021,8014,8023,8150,….適用于厚箔的合金1050,1100-12003102,3105,3003,3005,3004,等…某些5XXX80118006,8014,8150,…高Fe合金的歷史只到70年代末才廣泛應(yīng)用第一個(gè)在商業(yè)上使用的是作為高強(qiáng)度應(yīng)用的8006(高Fe和Mn).那時(shí)回收比較困難.90年代早期歐洲市場(chǎng)上引入8079,是目前歐洲市場(chǎng)上的標(biāo)準(zhǔn)合金.變化很小的幾個(gè)相關(guān)合金(8014,8021,8023,8150..)僅以半連續(xù)鑄造產(chǎn)品交易，連續(xù)鑄軋僅局限于8011型合金和某些8006合金.8021型合金中添加硅的一些研究合金強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率1XXX合金性能的明顯飛躍合金伸長(zhǎng)率，％室溫拉伸強(qiáng)度，MPa合金微觀結(jié)構(gòu)細(xì)晶意味著材料性能的提高

(強(qiáng)度,

伸長(zhǎng)率和針孔數(shù))11458079Al-Fe-(Mn)合金箔的加工原理共晶或接近共晶成分.高固溶體和含F(xiàn)e組成物顆粒.破碎的含F(xiàn)e顆粒棒材通過軋制形成細(xì)小的彌散顆粒.這些顆粒能夠穩(wěn)定晶粒幫助形成細(xì)晶.低含量的Si強(qiáng)制形成最佳結(jié)構(gòu)，這與8011型合金明顯不同鋁箔合金成分限定SiFeAl-Fe-Mn

合金箔的成分限定對(duì)于半連續(xù)鑄錠避免Fe+Mn>2.1(粗大的組成相)8xxx合金鑄態(tài)微觀結(jié)構(gòu)(X200)表面?厚度?厚度預(yù)加熱和熱軋加熱是為軋制做準(zhǔn)備(500-530oC/2-8h).如果合金中含Mn將會(huì)析出某些彌散相.某些組成物會(huì)球化.過多的時(shí)間和溫度會(huì)破壞組織結(jié)構(gòu).在可逆式軋制中盡可能的需要高的最終溫度.在靠近板材表面的地方熱軋帶材最可能發(fā)生再結(jié)晶.從熱軋開始就要檢查表面問題.在縱列式軋機(jī)中最終的溫度要低一些，結(jié)構(gòu)更多趨向于未再結(jié)晶的冷軋態(tài)，需要更好的控制最終溫度－退火－自退火.冷軋有助于進(jìn)一步破壞顆粒結(jié)構(gòu).需要大變形量(超過80%).如果可能的話避免中間退火.軋制過程中保持卷材的溫度低于120oC或不讓材料冷卻以避免“非軋制”條件張力變形正常不正常退火晶粒尺寸1-13mm.性能逐步降低8xxx合金箔材的優(yōu)勢(shì)比傳統(tǒng)合金如1145和1235具有更高的強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，允許更高的機(jī)加速度和轉(zhuǎn)換操作時(shí)更靈活.不損失性能的情況下有可能獲得更薄的產(chǎn)品.細(xì)晶允許通過減少滑移面針孔和暗面起皺顯著減少針孔數(shù).由于細(xì)化變形結(jié)構(gòu)提高表面外觀和均勻分布.8079軟態(tài)箔的典型性能箔料厚度拉伸強(qiáng)度(MPa)伸長(zhǎng)率(%)<7μm72.437μm(.000285)73.13.59μm(.00035)73.8410-12μm75.8512-15μm77.26>20