CN102329990B - 一种铝合金及其制造双零箔的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金及其制造双零箔的方法,铝合金的成分及重量百分比是Si:0.09-0.15%,Fe:0.75-1.05%,Zn:0.03-0.1%,?Ti:0.02-0.03%,Mg≤0.01%,Cu≤0.01%,?Mn≤0.01%,Cr≤0.01%,Al为余量。本发明提供的铝合金,通过添加晶粒细化元素Zn,使合金晶粒细小均匀,表面质量细腻,抗拉强度高,生产的双零箔成品针孔率小于200个/m2,抗拉强度在85-100MPa,延伸率大于2.5%。
Description
技术领域
本发明涉及一种合金材料,具体涉及一种铝合金及其制造双零箔的方法。
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。
目前,大部分双零铝箔采用的是1235合金或8079合金,由于1235合金的元素总含量少,其双零箔成品的力学性能低,无法满足现代高速复合机的生产要求;而8079双零箔由于力学性能高,迎合了高速复合机的需求。同时,8079双零箔的表面质量比1235双零箔的表面质量更细腻,光泽度更均匀,针孔率更少,可以用于更高档的产品。生产双零箔的坯料有铸轧坯料和热轧坯料两种,由于8079合金自身的成分特点:低Si高Fe,目前,国际上的8079双零箔一般只采用热轧坯料生产,因热轧坯料箔坯晶粒细小均匀,其双零箔成品表面细腻,光泽均匀。若采用8079铸轧坯料生产双零箔,其箔坯晶粒度难以控制,容易发生表层晶粒粗大现象,导致双零箔成品表面条纹明显,箔面粗糙,色差明显,光泽度不够均匀。这是由8079合金的成分特点所决定的。与热轧坯料相比,铸轧坯料具有流程短,成本低等一系列优点,因此,开发8079铸轧坯料具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服以上缺点,提供一种晶粒细小均匀,表面质量细腻,力学性能好的铝合金材料及用其制造双零箔的方法。
本发明的技术方案是:
一种铝合金,其成分及重量百分比如下:
Si:0.09-0.15%,Fe:0.75-1.05%,Zn:0.03-0.1%,Ti:0.02-0.03%,Mg≤0.01%,Cu≤0.01%,Mn≤0.01%,Cr≤0.01%,Al为余量。
一种双零铝箔的制造方法,包括如下步骤:
①、熔炼,按上述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.0-8.0mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至2.5-4.5mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在400-530℃下进行退火,退火时间为5-25h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.3-0.8mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在290-350℃下进行退火,退火时间为5-25h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.013-0.016mm厚,然后双合轧制到0.005-0.007mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在200-250℃下进行成品退火,退火时间为15-75h。
采用铸轧坯料生产的8079铸轧板,因冷却速度快,属于快速凝固,形成的化合物类型是亚稳非平衡化合物,在截面表层0.2mm内形成的化合物尺寸小于1μm,在截面中心部分为2-5μm,形成的化合物数量在表层较少,在中心部分较多。该亚稳非平衡化合物的热稳定性差,在退火过程中,容易发生溶解,产生的结果是,随着退火温度的升高,表层的化合物逐渐溶解,化合物尺寸越来越细小,化合物数量越来越少,导致化合物对晶界迁移的阻碍作用越来越弱,最终无法阻碍晶界的迁移,晶界的迁移、扩张与合并,使得晶粒发生长大,从而在表层形成粗大的晶粒。中心部分因化合物尺寸较大,数量较多,在退火过程中仍然保持较强的对晶界迁移的阻碍作用,于是中心部分的晶粒不容易发生长大。8079铸轧坯料的这一现象是由其成分特点所决定的,要解决该问题可以从成分上进行优化,并探索匹配的退火工艺和轧制工艺。
本发明提供的铝合金及用其制造双零箔的方法,在铝合金成分中添加了Zn元素,并使用铸轧坯料生产双零箔。Zn与Al形成的化合物属于金属键结合,键能较低,因此Zn在Al中的活动性较强,溶解或析出比较容易。同时,Zn在Al中的固溶度较大,可以与Al形成多种化合物。添加Zn元素后,将铸轧板冷轧到2.5-4.5mm厚度,在400-530℃条件下进行第一次中间退火,在其后的冷却过程中,有较多的含Zn化合物析出,即Zn元素的加入,与退火工艺结合,增加了整个截面的化合物的数量和尺寸,增强了化合物对晶界迁移的阻碍作用,从而对第二次中间退火起细化晶粒的作用。
Zn含量必须大于等于0.03%,才具有明显的晶粒细化效果。Zn含量小于0.03%时,Zn主要溶解在铝基体中,基本不参与化合物的形成,对化合物的尺寸、数量和热稳定性没有明显的作用,因此不产生明显的晶粒细化效果。当Zn的含量大于0.1%时,随着Zn含量的增加,其晶粒细化效果越来越弱,同时将明显提高材料的热裂倾向。因此,Zn的最佳范围是0.03-0.1%。
铝合金成分中,Si含量为0.09-0.15%,Fe含量为0.75-1.05%,低Si高Fe的比例,使绝大部分Si和合金中的Fe、Al形成化合物相,合金中固溶Si的含量减少,从而使合金中细小针孔大量减少,降低了针孔率。
在制造双零箔的工艺中,冷轧工艺的退火厚度和退火温度对退火后的晶粒度影响大。本发明提供的制造双零铝箔的方法中,冷轧采用两次冷轧和两次中间退火工艺,分别是在2.5-4.5mm进行第一次退火,退火温度为400-530℃,在0.3-0.8mm进行第二次退火,退火温度为290-350℃,两次退火工艺,促进铝箔坯料的晶粒形成细小、均匀的化合物相,铝箔坯料的平均晶粒尺寸在20-30μm,表面和中心部分晶粒均匀一致,与热轧箔坯的晶粒度相当。
本发明提供的铝合金材料及用其制造双零箔的方法,生产的双零箔成品针孔数在200个/m2以下,抗拉强度为85-100MPa,延伸率大于2.5%。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明技术方案做进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.09%,Fe:1.03%,Zn:0.04%,Mg:0.001%,Mn:0.005%,Cu:0.003%,Ti:0.03%,Cr:0.006%,Al为余量。
实施例1的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例1所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为7.0mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至2.5mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在530℃下进行退火,退火时间为25h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.3mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在290℃下进行退火,退火时间为5h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.014mm厚,然后双合轧制到0.005mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在250℃下进行成品退火,退火时间为75h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
200 | 85 | 2.98 |
实施例2
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.093%,Fe:0.75%,Zn:0.09%,Mg:0.004%,Mn:0.002%,Cu:0.001%,Ti:0.035%,Cr:0.008%,Al为余量。
实施例2的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例2所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为7.3mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至2.8mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在520℃下进行退火,退火时间为23h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.45mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在295℃下进行退火,退火时间为8h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.013mm厚,然后双合轧制到0.006mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在240℃下进行成品退火,退火时间为60h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
170 | 89 | 2.9 |
实施例3
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.096%,Fe:0.8%,Zn:0.05%,Mg:0.005%,Mn:0.001%,Cu:0.004%,Ti:0.04%,Cr:0.002%,,Al为余量。
实施例3的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例3所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.4mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至3.5mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在500℃下进行退火,退火时间为18h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.7mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在330℃下进行退火,退火时间为20h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.015mm厚,然后双合轧制到0.007mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在230℃下进行成品退火,退火时间为50h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
80 | 98 | 2.62 |
实施例4
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.1%,Fe:0.85%,Zn:0.03%,Mg:0.003%,Mn:0.007%,Cu:0.006%,Ti:0.02%,Cr:0.005%,,Al为余量。
实施例4的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例4所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.7mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至3.8mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在475℃下进行退火,退火时间为10h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.55mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在340℃下进行退火,退火时间为21h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.014mm厚,然后双合轧制到0.0065mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在235℃下进行成品退火,退火时间为55h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
160 | 94 | 2.75 |
实施例5
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.15%,Fe:1.05%,Zn:0.07%,Mg:0.008%,Mn:0.004%,Cu:0.005%,Ti:0.025%,Cr:0.003%,Al为余量。
实施例5的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例5所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.0mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至3.0mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在495℃下进行退火,退火时间为12h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.8mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在350℃下进行退火,退火时间为25h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.013mm厚,然后双合轧制到0.0065mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在200℃下进行成品退火,退火时间为15h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
140 | 90 | 2.85 |
实施例6
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.11%,Fe:0.9%,Zn:1.0%,Mg:0.002%,Mn:0.009%,Cu:0.002%,Ti:0.03%,Cr:0.004%,Al为余量。
实施例6的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例6所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为8.0mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至4.5mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在450℃下进行退火,退火时间为10h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.6mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在300℃下进行退火,退火时间为15h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.015mm厚,然后双合轧制到0.007mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在220℃下进行成品退火,退火时间为50h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
70 | 100 | 2.58 |
实施例7
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.12%,Fe:0.95%,Zn:0.06%,Mg:0.01%,Mn:0.01%,Cu:0.01%,Ti:0.042%,Cr:0.01%,Al为余量。
实施例7的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例7所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.5mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至4mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在400℃下进行退火,退火时间为5h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.5mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在320℃下进行退火,退火时间为18h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.016mm厚,然后双合轧制到0.0055mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在240℃下进行成品退火,退火时间为60h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
190 | 92 | 2.8 |
实施例8
铝合金的成分及重量百分比:
Si:0.13%,Fe:1.0%,Zn:0.08%,Mg:0.007%,Mn:0.003%,Cu:0.001%,Ti:0.028%,Cr:0.001%,Al为余量。
实施例8的铝合金制造双零箔的方法,步骤如下:
①、熔炼,按实施例8所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为7.5mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至3.2mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在425℃下进行退火,退火时间为8h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.4mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在330℃下进行退火,退火时间为20h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.013mm厚,然后双合轧制到0.006mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在210℃下进行成品退火,退火时间为30h。
生产的双零箔成品的性能指标:
针孔率(个/m2) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) |
180 | 95 | 2.7 |
Claims (2)
1.一种铝合金,其特征在于,其成分及重量百分比如下:
Si:0.09-0.15%,Fe:0.75-1.05%,Zn:0.03-0.1%,Ti:0.02-0.03%,Mg≤0.01%,Cu≤0.01%,Mn≤0.01%,Cr≤0.01%,Al为余量。
2.一种双零铝箔的制造方法,其特征在于,包括如下步骤:
①、熔炼,按权利要求1所述成分配比的铝合金进行熔炼;
②、铸轧,采用双辊式连续铸轧法将铝熔体铸轧成厚度为6.0-8.0mm的铸轧板;
③、冷轧,将步骤②所得的铸轧板轧至2.5-4.5mm厚;
④、中间退火,将步骤③所得的铝板在400-530℃下进行退火,退火时间为5-25h;
⑤、二次冷轧,将步骤④所得的铝板继续轧至0.3-0.8mm厚;
⑥、二次中间退火,将步骤⑤所得的铝箔在290-350℃下进行退火,退火时间为5-25h;
⑦、箔轧,将步骤⑥所得的铝箔轧至0.013-0.016mm厚,然后双合轧制到0.005-0.007mm,成为双零铝箔;
⑧、成品退火,将步骤⑦所得的双零铝箔在200-250℃下进行成品退火,退火时间为15-75h。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
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