CN102936708A - 铝合金材料差温比例退火工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金材料差温比例退火工艺，包括升温阶段、差温阶段和保温阶段；所述升温阶段为将退火炉炉气温度设定为T+ΔT，待铝合金材料温度达到所述差温阶段为按铝合金材料温度每升高1℃将退火炉炉气温度降低k℃直至铝合金材料温度达到T时，炉气温度降为T进行保温；所述温度T为铝合金材料退火预定目标温度，所述ΔT为20～150℃，所述k为4～6。本发明通过合理选择差温阶段的温差ΔT与差温比例k，使得铝合金材料芯部与外圈时间温度差距缩小，精确控制铝合金材料温度，退火后的产品力学性能内外均匀且稳定，组织细小，合格率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金材料退火工艺，更具体地说，涉及一种铝合金材料差温比例退火工艺，包括成品退火及中间退火。
背景技术
我国汽车工业以及空调行业不断发展，竞争日益激烈。汽车各种热交换器使用的铝合金大多为以Mn为主要添加元素的合金，即3×××铝合金，属于不可热处理强化型铝合金。这些铝合金具有很大的过冷能力，因此在快速冷却结晶时，易产生很大的晶内偏析，Mn的浓度在枝晶的中心部位较低，再结晶温度也相对较低，而在边缘部位较高，再结晶温度也相对较高，由于再结晶温度的差异，料卷在退火后易形成粗大的晶粒，这极大地影响了产品钎焊后力学性能以及耐腐蚀性能，所以必须避免粗大晶粒的形成。空调用铝箔向减薄、高强度、高成型性、高换热性和高耐腐蚀性方向发展，对铝箔的性能提出了更高的要求。
铝合金材料生产过程中的热处理是保证其成品性能的最关键环节，目前常用的铝合金材料成品退火方式有两种，一种是固定炉气温度、固定总时间的退火方式，这种方式在退火过程中并不能对料卷温度进行监测，无法知道料卷的真实温度及保温时间，料卷温度有可能未达到或超出预定目标温度，容易造成退火过程不充分或过充分，如专利号为CN 101338404A，专利名称为“一种空调散热器铝箔的退火方法”中涉及的退火方法；另一种是，先设定一较高的炉气温度，待料卷达到一定温度后将炉气温度设定为料卷的目标温度，这种方法虽然能较好的监控料卷温度及保温时间，但由于料卷有一定的厚度，较高的炉气温度将料卷外圈的铝合金材料加热至预定温度后立刻将炉气温度降为预定温度，料卷芯部铝合金材料实际温度距离预定温度还有一定距离，需要较长的时间才能平衡内外温差，这将造成极大的能源浪费，增加成本。而如果待料卷芯部铝合金材料温度达到预定温度然后将炉气温度降为预定温度，则容易造成料卷外圈的铝合金材料超温，这两种情况都将造成退火后料卷内外材料性能不均匀，形成不合格产品。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的任务在于提供了一种铝合金材料差温比例退火工艺，解决铝合金材料成品料卷外圈与芯部材料性能不均匀的问题以及再结晶组织粗大的问题。
本发明的技术方案是这样的，一种铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：包括升温阶段、差温阶段和保温阶段；所述升温阶段为将退火炉炉气温度设定为T+ΔT，待铝合金材料温度达到
所述差温阶段为按铝合金材料温度每升高1℃将退火炉炉气温度降低k℃直至铝合金材料温度达到T时，炉气温度降为T进行保温；所述温度T为铝合金材料退火预定目标温度，所述ΔT为20～150℃，所述k为4～6。
在本发明的一个具体实施例中，所述铝合金材料是成品状态为H24或H26状态的铝箔材料。
优选地，所述铝合金材料退火预定目标温度T为250～280℃，所述ΔT为20～30℃，所述k为4或5。
在本发明的另一个具体实施例中，所述铝合金材料是3系铝合金材料或者以3系铝合金材料为基材的复合铝合金材料。
优选地，所述铝合金材料退火预定目标温度T为350～420℃，所述ΔT为100～150℃。
本发明所提供的技术方案的优点在于，通过合理选择差温阶段的温差ΔT与差温比例k，使得铝合金材料芯部与外圈实际温度差距缩小，精确控制铝合金材料温度，退火后的产品力学性能内外均匀且稳定，组织细小，合格率高。
具体实施方式
图1为本发明退火过程温度时间曲线示意图；
图2为实施例5中铝合金材料的成品钎焊前金相组织；
图3为实施例5中铝合金材料的成品钎焊后金相组织；
图4为实施例7中铝合金材料的成品钎焊后金相组织。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
请参见图1，其中升温阶段(0～t1)、差温阶段(t1～t2)、保温阶段(t2～t3)
实施例1：
1、将按照铸轧、冷轧生产的3卷0.098×800mm空调用铝箔3102装入20吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火方法，270/250℃×6h，k为4，ΔT为20℃，差温阶段开始温度为料卷温度达245℃，料卷退火预定目标温度250℃，保温6小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为270℃，料卷温度从室温升到245℃；(2)差温阶段，料卷温度从245℃升到250℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从245℃继续升高，炉气温度同时从270℃开始降低，因k为4，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低4℃，即料卷温度从245℃升至250℃，炉气温度同时从270℃降至250℃；(3)保温阶段，料卷在250℃保温6小时。
4、保温6小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝箔成品状态为H26，抗拉强度为142～145MPa，延伸率≥16％，杯突值≥6.2mm，冲制过程未出现开裂。
实施例2：
1、将按照铸轧、冷轧生产的6卷0.10×950mm空调用铝箔3102装入30吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火方法，280/260℃×7h，k为4，ΔT为20℃，差温阶段开始温度为料卷温度达255℃，料卷退火预定目标温度260℃，保温7小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为280℃，料卷温度从室温升到255℃；(2)差温阶段，料卷温度从255℃升到260℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从255℃继续升高，炉气温度同时从280℃开始降低，因k为4，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低4℃，即料卷温度从255℃升至260℃，炉气温度同时从280℃降至260℃；(3)保温阶段，料卷在260℃保温7小时。
4、保温7小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝箔成品状态为H24，的抗拉强度为137～140MPa，延伸率≥18％，杯突值≥6.4mm，冲制过程未出现开裂。
实施例3：
1、将按照铸轧、冷轧生产的6卷0.105×1100mm空调用铝箔1200装入30吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火方法，295/270℃×8h，k为5，ΔT为25℃，差温阶段开始温度为料卷温度达265℃，料卷退火预定目标温度270℃，保温7小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为295℃，料卷温度从室温升到265℃；(2)差温阶段，料卷温度从265℃升到270℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从265℃继续升高，炉气温度同时从295℃开始降低，因k为5，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低5℃，即料卷温度从265℃升至270℃，炉气温度同时从295℃降至270℃；(3)保温阶段，料卷在270℃保温8小时。
4、保温8小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝箔成品状态为H24，的抗拉强度为130～135MPa，延伸率≥20％，杯突值≥7.2mm，冲制过程未出现开裂。
实施例4：
1、将按照铸轧、冷轧生产的6卷0.095×835mm空调用铝箔8011装入30吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火方法，310/280℃×5h，k为5，ΔT为30℃差温阶段开始温度为料卷温度达274℃，料卷退火预定目标温度280℃，保温5小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为310℃，料卷温度从室温升到274℃；(2)差温阶段，料卷温度从274℃升到280℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从274℃继续升高，炉气温度同时从310℃开始降低，因k为5，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低5℃，即料卷温度从274℃升至280℃，炉气温度同时从310℃降至280℃；(3)保温阶段，料卷在280℃保温5小时。
4、保温5小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝箔成品状态为H24，的抗拉强度为126～131MPa，延伸率≥22％，杯突值≥7.2mm，冲制过程未出现开裂。
实施例5：
1、将6卷0.50mm厚度的4045/3003复合铝合金带材装入30吨电加热退火炉进行中间退火，之后冷轧至0.35mm的成品带材；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火工艺，500/350℃×7h，k为5，ΔT为150℃，差温阶段开始温度为料卷温度达320℃，料卷温度达350℃保温7小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为500℃，料卷温度从室温升到320℃；(2)差温阶段，料卷温度从320℃升到350℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从320℃继续升高，炉气温度同时从500℃开始降低，因k为5，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低5℃，即料卷温度从320℃升至350℃，炉气温度同时从500℃降至350℃；(3)保温阶段，料卷在350℃保温7小时。
4、保温7小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
复合铝合金带材成品性能均匀，钎焊前、后晶粒细小。
实施例6：
1、将6卷0.1mm厚度的3003铝合金箔装入30吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火工艺，450/350℃×6h，k为4，ΔT为100℃，差温阶段开始温度为料卷温度达325℃，料卷温度达350℃保温6小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为450℃，料卷温度从室温升到325℃；(2)差温阶段，料卷温度从325℃升到350℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从325℃继续升高，炉气温度同时从450℃开始降低，因k为4，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低4℃，即料卷温度从325℃升至350℃，炉气温度同时从450℃降至350℃；(3)保温阶段，料卷在350℃保温6小时。
4、保温6小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝合金箔性能均匀，再结晶晶粒细小。
实施例7：
1、将6卷0.45mm厚度的4343/3003/7072复合铝合金带材装入30吨电加热退火炉进行中间退火，之后冷轧至0.30mm的成品带材；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火工艺，500/380℃×5h，k为6，ΔT为120℃，差温阶段开始温度为料卷温度达360℃，料卷温度达380℃保温5小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为500℃，料卷温度从室温升到360℃；(2)差温阶段，料卷温度从360℃升到380℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从360℃继续升高，炉气温度同时从500℃开始降低，因k为6，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低6℃，即料卷温度从360℃升至380℃，炉气温度同时从500℃降至380℃；(3)保温阶段，料卷在380℃保温5小时。
4、保温5小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
复合铝合金带材成品性能均匀，钎焊前、后晶粒细小。
实施例8：
1、将3卷1.5mm厚度的3003铝合金板装入20吨电加热退火炉；
2、设置工艺，在计算机自动控制系统中设置如下退火工艺，520/420℃×4h，k为5，ΔT为100℃，差温阶段开始温度为料卷温度达400℃，料卷温度达420℃保温4小时。
3、退火过程的三个阶段：(1)升温阶段，退火炉炉气温度设为520℃，料卷温度从室温升到400℃；(2)差温阶段，料卷温度从400℃升到420℃为差温阶段，此阶段中料卷温度从400℃继续升高，炉气温度同时从520℃开始降低，因k为5，料卷温度每升高1℃，炉气温度相应降低5℃，即料卷温度从400℃升至420℃，炉气温度同时从520℃降至420℃；(3)保温阶段，料卷在420℃保温4小时。
4、保温4小时后，系统自动关闭，退火结束，料卷出炉空冷。
退火后铝合金板材性能均匀，再结晶晶粒细小。
Claims (5)
1.一种铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：包括升温阶段、差温阶段和保温阶段；所述升温阶段为将退火炉炉气温度设定为T+ΔT，待铝合金材料温度达到
所述差温阶段为按铝合金材料温度每升高1℃将退火炉炉气温度降低k℃直至铝合金材料温度达到T时，炉气温度降为T进行保温；所述温度T为铝合金材料退火预定目标温度，所述ΔT为20～150℃，所述k为4～6。
2.根据权利要求1所述的铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：所述铝合金材料是成品状态为H24或H26状态的铝箔材料。
3.根据权利要求2的铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：所述铝合金材料退火预定目标温度T为250～280℃，所述ΔT为20～30℃，所述k为4或5。
4.根据权利要求1所述的铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：所述铝合金材料是3系铝合金材料或者以3系铝合金材料为基材的复合铝合金材料。
5.根据权利要求4的铝合金材料差温比例退火工艺，其特征在于：所述铝合金材料退火预定目标温度T为350～420℃，所述ΔT为100～150℃。
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