CN103240273A - 铝硅合金轧制系统及轧制方法 - Google Patents

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Abstract

铝硅合金轧制系统及轧制方法 。 4004 铝硅合金由粗大板片状的硅晶粒和铝基体组成，热轧过程铸锭发生复杂塑性变形，由于硅晶粒对铝基体的割裂作用，导致板带边部出现裂纹现象，经过进一步加工，板带产生裂边缺陷，限制了铝硅合金的发展 。本发明的组成包括 : 子 轧制系统A（6） ，所述的子 轧制系统A由 加热炉（ 1 ）、输送带（ 2 ）、轧机（ 4 ）组成，所述的加热炉通过所述的输送带与所述的轧机的 轧辊（3） 连接。 本发明用于 4004 铝硅合金的轧制 。

Description

铝硅合金轧制系统及轧制方法
技术领域：
本发明涉及一种铝硅合金轧制系统及轧制方法。
背景技术：
铝硅合金物理性能优异，具有良好的导热性能，其热轧工艺具有工序少、产量大、效率高等优点，广泛应用于带材、箔材、散热片的生产。4004铝硅合金由粗大板片状的硅晶粒和铝基体组成，热轧过程铸锭发生复杂塑性变形，由于硅晶粒对铝基体的割裂作用，导致板带边部出现裂纹现象，经过进一步加工，板带产生裂边缺陷，限制了铝硅合金的发展。
目前有色金属轧制技术多采用容易变形的铝及铝合金，而强度较高的4004铝硅合金轧制技术有待提高，轧制工艺有待完善。选择优异的轧制工艺参数，轧制后4004铝硅合金的铝基体被拉长，硅晶粒变为细小的球状颗粒，晶粒尺寸明显减小，组织得到细化。能有效减少轧制后板带产生的裂边缺陷。因此，在进行4004铝硅合金热轧时，轧制过程工艺参数的控制尤为关键。
发明内容：
本发明的目的是提供一种铝硅合金轧制系统及轧制方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种铝硅合金轧制系统，其组成包括:子轧制系统A，所述的子轧制系统A由加热炉、输送带、轧机组成，所述的加热炉通过所述的输送带与所述的轧机的轧辊连接。
所述的铝硅合金轧制系统，所述的子轧制系统A通过输送带与子轧制系统B连接，所述的子轧制系统B通过输送带与子轧制系统C连接，所述的子轧制系统C通过输送带与子轧制系统D连接，所述的子轧制系统D通过输送带与子轧制系统E连接。
一种铝硅合金轧制系统方法，将加热炉进行预热，然后将长、宽、高为200mm×100mm×18mm的4004铝硅合金铸锭轧件竖直放置加热炉中，对所述的轧件加热至340℃,并保温30分钟，然后将所述的轧件推至双棍轧机的轧辊处，使所述的轧件与轧辊接触，通过紫外线加热仪对轧辊进行加热和保温，使轧辊保持温度在310℃，轧辊以20m/s速度分5道次对所述的轧件进行轧制，经过子轧制系统A轧制后的轧件厚度是16.2mm，下压量是10%，经过子轧制系统B轧制后的轧件厚度是12.9mm，下压量是20%；经过子轧制系统C轧制后的轧件厚度是10.4mm，下压量是20%；经过子轧制系统D轧制后的轧件厚度是8.3mm，下压量是20%；经过子轧制系统E轧制后的轧件厚度是7.5mm，下压量是10%，道次之间对轧件均加热到340℃，经过5道次轧制后轧件总下压量达到58.3%，轧制后的轧件缓慢冷却，以0.4-0.6℃/s速度进行冷却控制。
有益效果：
1.本发明有效的减小轧制后板带所产生的裂边缺陷，提高轧制后板带的抗拉强度达到192～212MPa，提高轧制后板带的延伸率达到5.3～5.5%，提高材料成品率，使材料组织发生动态再结晶，晶粒尺寸减小，细化材料微观组织，轧制后轧件产生裂边距离为0mm，发生动态再结晶百分数达到50%以上，硅晶粒尺寸小于10μm。
本发明减少加工工序，提高生产效率。本发明针对4004铝硅合金轧制效果进行研究，综合考虑轧制速度、轧制温度、下压量等多种工艺参数对轧制后板带组织及力学性能的影响，通过组织和力学性能检验分析，采用方差分析法，获得一种4004铝硅合金轧制方法，有效的解决了此合金轧制后材料组织及力学性能控制问题。该方法不仅在轧制过程参数确定上具有较高准确性，而且有加工工艺参数优化功能。
附图说明：
附图1是轧制前轧件的微观组织图。
附图2是轧制后轧件的微观组织图。
附图3是子轧制系统A的结构示意图。图中，1为加热炉，2为输送带，3为轧辊，4为轧机，5为轧件。
附图4是本发明的结构框图。图中，6为子轧制系统A，7为子轧制系统B，8为子轧制系统C, 9为子轧制系统D，10为子轧制系统E。
具体实施方式：
实施例1：
一种铝硅合金轧制系统，其组成包括:子轧制系统A6，所述的子轧制系统A由加热炉1、输送带2、轧机4组成，所述的加热炉通过所述的输送带与所述的轧机的轧辊3连接。
实施例2：
根据实施例1所述的铝硅合金轧制系统，所述的子轧制系统A通过输送带与子轧制系统B7连接，所述的子轧制系统B通过输送带与子轧制系统C8连接，所述的子轧制系统C通过输送带与子轧制系统D9连接，所述的子轧制系统D通过输送带与子轧制系统E10连接。
实施例3：
上述的铝硅合金轧制方法，将加热炉进行预热，然后将长、宽、高为200mm×100mm×18mm的4004铝硅合金铸锭轧件竖直放置加热炉中，对所述的轧件加热至340℃,并保温30分钟，然后将所述的轧件推至双棍轧机的轧辊处，使所述的轧件与轧辊接触，通过紫外线加热仪对轧辊进行加热和保温，使轧辊保持温度在310℃，轧辊以20m/s速度分5道次对所述的轧件进行轧制，经过子轧制系统A轧制后的轧件厚度是16.2mm，下压量是10%，经过子轧制系统B轧制后的轧件厚度是12.9mm，下压量是20%；经过子轧制系统C轧制后的轧件厚度是10.4mm，下压量是20%；经过子轧制系统D轧制后的轧件厚度是8.3mm，下压量是20%；经过子轧制系统E轧制后的轧件厚度是7.5mm，下压量是10%，道次之间对轧件均加热到340℃，经过5道次轧制后轧件总下压量达到58.3%，轧制后的轧件缓慢冷却，以0.4-0.6℃/s速度进行冷却控制。
实施例4：
根据实施例1或2所述的铝硅合金轧制方法，本发明所提供的材料为经过精炼处理后的4004铝硅合金，除硅元素外，还含有铁、铜等元素及不可避免的杂质元素，其化学成分控制如表1。
表1 4004铝硅合金化学成分表（质量百分数%）
Si Fe Cu Mn Mg Zn 杂质
9.50～10.0 0.85 0.20 0.15 1.50 0.15 0.10～0.20
轧制方法设计思想为：选择温度高于材料发生动态再结晶温度，使轧件发生动态再结晶百分数达到50%以上。轧制温度不应超过材料的过烧温度，即470℃。减小轧制过程温度变化，使轧制更加稳定进行。下压量选择应保持轧制后材料不产生裂边现象，硅晶粒碎裂，铝金属被拉长分散。
实施例5：
根据实施例1或2所述的铝硅合金轧制方法，对轧制后板带进行力学性能测试，抗拉强度范围：192～212MPa，延伸率范围：5.3～5.5%，轧制后轧件产生裂边距离为0mm。对轧制后板带进行微观组织检测，组织照片见图1，其组织为细小球星颗粒，发生动态再结晶百分数达到50%以上，硅晶粒尺寸小于10μm，铝金属基材被分散拉长。轧后板带力学性能及组织形态满足相关标准中4004铝硅合金的要求。在轧制过程中，轧件温度变化小，轧制过程更加稳定。轧制后板带力学性能提高，微观组织细化，满足工业生产需求。
采用上述方法对4004铝硅合金进行轧制，从裂边距离与力学性能方面分析研究，获得的新轧制方法与原方案加工效果对比如表3。
表3 4004铝硅合金不同轧制方法结果及工艺对比
工艺 转速（m/s） 轧件温度（℃） 下压量（%） 抗拉强度（MPa） 延伸率(%) 裂边距离(mm)
工艺1 20 340 58 200 5.4 0
工艺2 20 300 58 190 5.0 0
工艺3 20 400 58 200 5.3 3.5
工艺4 10 340 58 187 4.9 0
工艺5 30 340 58 195 5.4 2.5
工艺6 20 340 65 198 5.4 6.8
工艺7 20 340 50 180 5.2 0
可以看出工艺3、5、6都产生裂边缺陷，在工业生产中将会对轧制后板带进行切边，增加了加工工序，提高生产成本。工艺改进成2、4、7后，轧制后板带不产生裂边缺陷，工艺4改进为工艺7后，轧制效率提高了100%，工艺2与工艺7相比较，抗拉强度提高了5.3%，能源消耗减少了13.3%。工艺1与工艺2相比较，抗拉强度提高了5%，延伸率提高了7.4%，工艺1加工后的板带未出现裂边现象，抗拉强度、延伸率都得到显著提高。
轧制前后板带微观组织观察如图1、2所示。
从图中可以看出轧制后晶粒尺寸明显减小，硅晶粒尺寸均小于10μm，再结晶百分数在50%以上。

Claims (3)

1.一种铝硅合金轧制系统，其组成包括:子轧制系统A，其特征是：所述的子轧制系统A由加热炉、输送带、轧机组成，所述的加热炉通过所述的输送带与所述的轧机的轧辊连接。
2.根据权利要求1所述的铝硅合金轧制系统，其特征是: 所述的子轧制系统A通过输送带与子轧制系统B连接，所述的子轧制系统B通过输送带与子轧制系统C连接，所述的子轧制系统C通过输送带与子轧制系统D连接，所述的子轧制系统D通过输送带与子轧制系统E连接。
3.一种铝硅合金轧制方法，其特征是: 将加热炉进行预热，然后将长、宽、高为200mm×100mm×18mm的4004铝硅合金铸锭轧件竖直放置加热炉中，对所述的轧件加热至340℃,并保温30分钟，然后将所述的轧件推至双棍轧机的轧辊处，使所述的轧件与轧辊接触，通过紫外线加热仪对轧辊进行加热和保温，使轧辊保持温度在310℃，轧辊以20m/s速度分5道次对所述的轧件进行轧制，经过子轧制系统A轧制后的轧件厚度是16.2mm，下压量是10%，经过子轧制系统B轧制后的轧件厚度是12.9mm，下压量是20%；经过子轧制系统C轧制后的轧件厚度是10.4mm，下压量是20%；经过子轧制系统D轧制后的轧件厚度是8.3mm，下压量是20%；经过子轧制系统E轧制后的轧件厚度是7.5mm，下压量是10%，道次之间对轧件均加热到340℃，经过5道次轧制后轧件总下压量达到58.3%，轧制后的轧件缓慢冷却，以0.4-0.6℃/s速度进行冷却控制。
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