CN100408715C - 易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法，合金成分的重量百分比为Si：0.20，Fe：0.52，Cu：0.18，Mn：1.02，Mg：1.23；其它元素单个不大于0.05，总和不大于0.15；余量为Al；其步骤如下：(1)易拉罐罐体用铝合金铸锭，在带有冷却装置的推进式加热炉内高温均匀化处理，温度为550-620℃，保温时间为12-24h；然后，在炉内强制冷却至460℃-500℃，冷却速度20-60℃/小时；(2)控制析出相的热处理，在同一带有冷却装置的推进式加热炉内进行，温度450℃-500℃，保温6-12h。本发明的优点是：不仅消除了以Mn为主的成分偏析，而且还调控了析出相的大小和分布，为AA3104铝合金薄板带的高质量生产提供了保障。

Description

易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法
技术领域
本发明涉及铝合金铸锭的热处理方法，具体涉及易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法。
技术背景
易拉罐用铝合金薄板的工业生产包括熔铸-铣面-均匀化处理-热轧-冷轧等工序。随着易拉罐重量的越来越减轻，要求铝合金易拉罐罐体用铝合金板材的厚度也越来越薄。而该类铝合金的半连续铸锭中容易形成粗大的离异共晶结晶相(第二相，或称析出相)和Mn元素的偏析。均匀化热处理技术是改善析出相组织的一个重要的工序。传统的均匀化热处理技术能够从一定程度上溶解离异共晶组织，但不能完全消除粗大、不均匀分布的析出相。粗大的析出相不仅降低深冲成形工模具的寿命，而且容易造成深冲成形时漏罐和断裂等缺陷。粗大的析出相还可能形成深冲环状花纹，这种花纹经过烤漆后甚至变得更明显。因此如何使罐料板中的微观化学成分均匀，并且使得析出相均匀弥散分布，是高质量铝合金易拉罐罐体用材料需解决的一个关键问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法，该方法不仅能使易拉罐罐体用铝合金的成分均匀，而且能有效地调控罐料板带铝合金析出相的尺寸和分布，改善易拉罐罐体用铝合金材料的质量，延长深冲成形工模具的寿命，减少深冲成形时的缺陷。
本发明所述的易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法，合金成分的重量百分比为Si：0.20，Fe：0.52，Cu：0.18，Mn：1.02，Mg：1.23；其它元素单个不大于0.05，总和不大于0.15；余量为Al；其步骤如下：
(1)半连续铸造的易拉罐罐体用铝合金铸锭，在带有冷却装置的推进式加热炉内高温均匀化处理，高温均匀化温度为550-620℃，保温时间为12-24h；然后，在炉内以冷风强制冷却至460℃-500℃，冷却速度20-60℃/小时；
(2)控制易拉罐罐体用铝合金铸锭析出相的热处理，在同一带有冷却装置的推进式加热炉内进行，温度450℃-500℃，保温6-12h。
本发明在高温阶段均匀化退火使得铸锭中的粗大的离异共晶结晶相溶解减少，同时加速Mn元素的扩散消除成分偏析，经过一段时间后降温，从过饱和固溶体中形成高温析出相，有利于热轧后的再结晶。
本发明的优点是：不仅消除了以Mn为主的主要合金元素的成分偏析，而且还调控了板料中析出相的大小和分布，为易拉罐罐体用AA3104铝合金薄板带的高质量生产提供了保障。采用本发明的工艺生产的易拉罐体用铝合金带材冲罐时，破杯、断罐、针孔罐率在30ppm以内，而对比例缺陷罐率为75-150ppm。析出相尺寸相对比较例中的尺寸都比较小，尺寸减小显著，约达40％
附图说明
图1是本发明均热后的金相组织照片之一。
图2是本发明均热后的金相组织照片之二。
图3是本发明均热后的金相组织照片之三。
图4是原工艺均热后的金相组织照片。
具体实施方式
本发明中采用了AA3104铝合金的均匀化工艺，合金成分为(wt％)：Si：0.20，Fe：0.52，Cu：0.18，Mn：1.02，Mg：1.23；其它元素单个不大于0.05，总和不大于0.15；余量为Al。
采用的铸锭是经过同一熔次熔炼、同一铸次半连续铸造、铣面，在带有冷却装置的推进式加热炉进行不同的均匀化处理及控制析出相的热处理。所采用的高温均匀化和控制冷却的实施例中的析出相尺寸如表1所示，其中粒子尺寸按照等效圆半径，即 R = S / π 来计算，S为金相照片中粒子所占的面积。
表中例号：1，2，3为本发明的三个实施例，4为原工艺的对比例。由表1可以看出采用本发明专利的均匀化技术处理后的析出相尺寸相对比较例中的尺寸都比较小，尺寸减小显著，约达20％；实施例1均热后的金相组织照片见图1，实施例2均热后的金相组织照片见图2，实施例3均热后的金相组织照片见图3，原工艺对比例均热后的金相组织照片见图4。
表1本发明实施例和对比例
例号  高温均匀化热处理工艺参数   冷却速度(℃/h) 析出相热处理工艺参数 析出相尺寸
  1  610±10℃，12h   60    480±10℃，12h   3.2
  2  580±10℃，12h   40    470±10℃，8h   3.5
  3  560±10℃，12h   20    460±10℃，6h   3.9
  4  550±10℃，12h   出炉空冷    重新加热500±10℃，2h   4.3

Claims (1)

1. 易拉罐罐体用铝合金铸锭的均化热处理方法，合金成分的重量百分比为Si：0.20，Fe：0.52，Cu：0.18，Mn：1.02，Mg：1.23；其它元素单个不大于0.05，总和不大于0.15；余量为Al；其步骤如下：
(1)半连续铸造的易拉罐罐体用铝合金铸锭，在带有冷却装置的推进式加热炉内高温均匀化处理，高温均匀化温度为550-620℃，保温时间为12-24h；然后，在炉内以冷风强制冷却至460℃-500℃，冷却速度20-60℃/小时；
(2)控制易拉罐罐体用铝合金铸锭析出相的热处理，在同一带有冷却装置的推进式加热炉内进行，温度450℃-500℃，保温6-12h。
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均匀化处理对3004 铝合金显微组织的影响. 孙东立，姜石峰，高兴锡.中国有色金属学报，第9卷第3期. 1999
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