ym-08 铝的制造技术-形变与退火- (Bohai 06) 陈胜译

铝的制造技术：变形与退火美铝亚洲合金与产品技术培训中国渤海2006年2月28日–3月2日朗斯博士/桑德斯博士美铝技术中心美国宾州美铝中心美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月铝的加工过程铸锭金属处理铸造均匀化/

预热热轧冷轧退火美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月变形铝合金的加工无论产品种类如何，其目的都是在可接受的成本范围内，获得稳定可重复满足客户性能需要的微观组织结构。冶金工作者通过控制化学成分、铸造、热处理、机械处理以得到所需的微观结构。控制晶粒结构加工硬化与不完全退火人工时效美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月热轧–温度的影响

为什么需要热变形?流变应力更小，能耗更低可加工性提高，通过锻造或挤压工艺能加工出形状复杂的产品与其它金属相比，铝合金的一个主要优势是能够被加工成各种不同形状的产品。热变形包括轧制（板、带、箔）、挤压（线、棒、条、管、型材等）或锻造。压力(MPa)31528024521017514010570350真应变板坯连铸3004合金，应变速率0.1/秒美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月铸态晶粒的变形晶粒沿着加工方向发生变形。最终产品有可能保持这种变形后的晶粒结构，这种情况称作“未发生再结晶”，也有可能在热变形或者热处理过程中发生再结晶（自然或人为地）。美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月再结晶再结晶从变形晶粒中的晶核上形成无应变新晶粒的过程。 有可能发生在:后续热变形过程中退火或时效处理中其驱动力是冷加工或热加工过程中储存的应变能。(来源:D.Altenpohl,从内部看铝合金,

Aluminium-Verlag,杜塞尔多夫,p.133,1982)美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月热变形在热变形过程中，有四个过程将同时发生应变强化通过回复或再结晶释放应变能弥散物形成溶质析出有可能发生再结晶晶粒和颗粒按照变形方向排列对热变形过程进行控制是保证产品一致性的关键轧制产品:前端到后端,边缘-中心-边缘以及厚度方向挤压件:前端到后端，不同位置美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月不可热处理铝合金轧制产品热轧过程将主要影响：表面质量、尺寸公差、整体性质轧制产品主要是不可热处理铝合金–1xxx,3xxx,5xxx铸造设备和加工过程各不相同热轧参数（温度、应变量、延迟时间）必须被严格控制以控制晶粒尺寸某些产品中出现择优取向和制耳美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月不可热处理铝合金的加工流程3xxx-H19罐料板–0.3mm3xxx-H241050-H18印刷版–0.3mm1xxx-O8011-H24连铸机热轧热轧热轧热轧连铸连轧退火冷轧冷轧冷轧均匀化冷轧退火退火退火?冷轧纵切冷轧冷轧冷轧退火不完全退火纵切纵切冷轧纵切完全退火不完全退火美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月操作流程中需考虑的问题–

将有助于确定何时何步骤需要退火对最终产品的要求是什么?最终厚度、平整度、热处理状态、表面、尺寸公差晶粒尺寸与制耳率热轧机或铸轧机的生产能力如何?出口厚度、合金类型热轧–出口温度冷轧机的瓶颈在哪里?单机架或多机架压下量(功率)出口温度表面质量有哪些精整设备可供使用？纵切,剪边,矫直,涂油,清洗美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月可逆式热轧机开坯连轧到指定厚度完成的热轧带卷美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月晶体学织构与制耳某些/很多再结晶晶粒具有立方织构取向注:对于面心立方结构的铝，晶格的立方体面平行于铝板表面，棱平行于轧制方向，因此会产生立方织构。轧向影响织构和制耳的因素：

成分

均匀化

压下量和温度

退火美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月冷轧薄板和铝箔热轧后，继续减小产品厚度，直到达到最终厚度对厚度和平整度的公差要求极高需要很高的表面质量以Warrick

2号冷轧机为例的多机架冷轧机示意图在单机架冷轧机出口处进行盘卷多机架轧机美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月冷轧过程中晶粒结构变形过程热轧后40%(e=0.53)69%(e=1.16)77%(e=1.49)83%(e=1.78)90%(e=2.26)Warrick工厂,5182合金美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月在黎巴嫩工厂生产的不完全退火产品*1100或7072双辊铸轧到5mm轧到2.5mm在575ºC均匀化轧到0.8mm裁边轧到0.075-0.25mm不完全退火剪切包装3003双辊铸轧到5mm在575ºC均匀化轧到1mm裁边轧到0.06-0.25mm不完全退火剪切包装*来源于R.N.Zook在Lancaster工厂的培训资料美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月不完全退火状态(H2x)必须控制薄板或铝箔的性能以达到在H19和完全软化之间的状态与H12-H15相比，H22-H25不仅具有较高的强度，而且具有更好的成型性成型性对于冲压或拉制产品来说很重要（如机械装配的热交换器翅片）但是–如果不对加工过程进行精确控制的话，产品将不是太硬（成型性差）就是太软（报废）美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月为什么要用H2x状态?对于H28(和H27)，不完全退火将减少成型后的回弹效应回弹效应是指材料弯曲后具有的恢复原来形状的趋势回弹效应可以通过抗拉强度和屈服强度之间的差值来估测回弹效应将引起轧制散热器翅片中，翅片排列密度和长度的不一致(中部的翅片，或翅片中部)与轧制H1x状态相比，不完全退火将提高工厂的机动灵活性–不需要中间退火美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月通过铸轧机制造的1100合金带材的不完全退火曲线(厚度约0.010mm)ABCDABDC051015202530354045205225245265285305325345365385405425445465485505525545565585605625645665685705抗拉强度屈服强度%延伸率强度下限强度上限1100-H22屈服强度温度（°F）美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月黎巴嫩工厂生产的H2x产品机械装配散热片1100-H257072-H25(1100-H22)钎焊散热片C300-H283003-H24C300-H24变形容器3003-H24美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月对于连铸产品，不完全退火的关键要素

确定不完全退火的曲线形状

以及不同卷之间曲线形状的变化确定不完全退火曲线中关键点的位置(再结晶温度)

以及不同卷之间曲线形状的变化明确温度,以及在各温度点上时间的敏感性通常情况下，需要对温度进行较粗略控制，而需对时间进行精确控制美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月黎巴嫩工厂的不完全退火生产情况1100或7072双辊铸轧到5mm轧到2.5mm在575ºC均匀化轧制到0.8mm剪边轧到0.075-0.25mm不完全退火剪切包装美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月黎巴嫩工厂的3003合金通过铸轧工艺得到的3003合金的不完全退火曲线0.07到0.11毫米05101520253035404521023025027029031033035037039041043045047049051053055057059061063065067069071050度的退火温度操作窗口3003-H24屈服强度抗拉强度屈服强度%延伸率强度下限强度上限美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月黎巴嫩工厂的3003合金铸造一致性十分重要表面的再结晶温度可能与中心部分的再结晶温度不同通过铸轧工艺得到的部分退火铝箔的表面晶粒结构美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月普通合金的不完全退火：

黎巴嫩工厂的最优方法热处理炉–良好的维护装货量–认真控制入炉的卷带尺寸周期–时间和温度的交替控制温度测量–保持一致性的关键美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月必须保证装货量的一致性起始温度必须保持一致从轧机上刚轧完的卷带和室温下的盘卷的温度不同每次入炉的卷带数量必须和炉温测量结果相协调每个卷带的尺寸、宽度和重量(外径)黎巴嫩的范围是最宽宽度的10%和最大重量的20%最大的卷带在最热的位置在黎巴嫩工厂，最大的卷带在炉膛的最里面在轧机的卷轴侧壁上安装了炉料热电偶炉料热电偶安装在炉膛最里面的卷料上，远离循环热气流美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月周期500250时间（小时）3224168加热保温不完全退火周期空气温度金属温度温度净化美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月不完全退火的周期

“粗略控制温度…..精确控制时间”净化某些时候不完全退火温度比净化温度更低热位差控制热位差温度，使其低于80C当金属达到保温温度时，使热位差降到0防止外径软化不得炉冷美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月温度测量冶金学上,保温起始于均温区金属温度在目标温度的+1.5C或-3C范围内的时候(没有单独的热电偶时，比目标温度低8F时)每个单独的热电偶都不得超过目标温度1.5C在保温过程中，均温区的每两块金属之间的温差应在2C以内不能将所有的热处理炉视为完全相同的炉子。每个炉子必须有单独的温度测量系统美铝公司产品与技术培训

中国渤海，2006年2月温度测量所有炉膛区进入保温过程的时间差必须在1小时之内。所有区域的保温时间必须