CN108817082A - 一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法 - Google Patents
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Abstract
一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，将铝合金带材加工成两片尺寸完全相同的带材并进行堆叠；然后放入加热炉内进行加热，温度控制在150℃到220℃，之后进行轧制，制备出高强度的超细晶铝合金带材；再放入深冷箱进行冷却，然后进行异步轧制，轧制异速比为1.0～1.6，轧制压下率控制在30％以下；重复直到轧件厚度被压下60％～95％。本发明采用3到5道次的累积叠轧制备出超细晶铝合金带材，此时的铝合金强度得到大幅提高。然后，采用深冷异步轧制工艺实现超细晶铝合金晶粒尺寸进一步降低，同时，在剪切应力的作用下使部分晶粒异常长大。从而使材料形成双峰尺度结构，进而有效提高铝合金材料的强度与韧性。
Description
技术领域
本发明属于金属板材轧制技术领域，特别涉及一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法。
背景技术
随着工业领域对工件尺寸降低需求的增加，对制备微成形零部件的极薄材料提出了新的要求。人们希望极薄材料具有高的强度以及韧性，实现材料构件的稳定性与可变形能力。通常情况下，超细晶金属箔材具有很好的强度，但是，其韧性相对较差。因而，严重制约了超细晶金属箔材的工程应用。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，可大幅提高超细晶金属铝箔的强度与韧性。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，包括如下步骤：
第一步：以铝合金带材为原料；
第二步：将铝合金带材加工成两片尺寸完全相同的带材；
第三步：将两片尺寸完全相同的带材进行堆叠；
第四步：将堆叠的铝合金带材放入加热炉内进行加热，温度控制在150℃到220℃，保温3-5分钟；
第五步：取出铝合金带材，按照50％压下率进行轧制；
重复第二步至第五步3至5遍，制备出高强度的超细晶铝合金带材；
第六步：将超细晶铝合金带材放入深冷箱进行冷却，深冷箱采用氮气进行冷却，控制深冷箱温度为室温～-190℃，保温8～10分钟；
第七步：快速取出轧件，进行异步轧制，轧制异速比为1.0～1.6，轧制压下率控制在30％以下；
重复第六步和第七步，直到轧件厚度被压下60％～95％。
本发明的主要原理为采用3到5道次的累积叠轧制备出超细晶铝合金带材，此时的铝合金强度得到大幅提高。然后，采用深冷异步轧制工艺实现超细晶铝合金晶粒尺寸进一步降低，同时，在剪切应力的作用下使部分晶粒异常长大。从而使材料形成双峰尺度结构，进而有效提高铝合金材料的强度与韧性。
与现有技术相比，本发明可大幅提高超细晶金属铝箔的强度与韧性，从而为实现超细晶铝箔的工程应用提供基础，高强韧双峰尺度超细晶铝箔可以用于微成形结构件等领域
附图说明
图1所示为高强韧双峰尺度复合轧制制备流程图。
图中，1.铝合金带材；2.表面除氧的铝合金带材；3.堆叠的铝合金带材；4.加热炉；5.加热的铝合金带材；6.轧制的铝合金带材；7.上轧辊；8.下轧辊；9深冷箱；10.深冷处理的铝合金带材；11.冷却氮气喷枪；12.深冷异步轧制的铝合金带材；13.上轧辊；14.下轧辊。
图2所示为轧制制备的铝合金双峰尺度微观组织。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
如图1所示，本发明一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，包括如下步骤：
第一步：以厚度为0.2mm～1.5mm的铝合金带材1为原料。
第二步：将其加工成两片尺寸完全相同的带材。
第三步：对铝合金带材表面进行处理，清除氧化物，得到表面除氧的铝合金带材2。将两片表面除氧的铝合金带材2的表面进行堆叠，得到堆叠的铝合金带材3。
第四步：将堆叠的铝合金带材3放入加热炉4内进行加热，温度控制在150℃到220℃，保温3-5分钟，得到加热的铝合金带材5。
第五步：取出铝合金带材，按照50％压下率进行轧制，得到轧制的铝合金带材。
重复第二步至第五步3至5遍，制备出高强度的超细晶铝合金带材10。
第六步：将超细晶铝合金带材10放入深冷箱9中进行冷却。深冷箱9采用氮气进行冷却，控制温度为室温～-190℃，保温8～10分钟。
第七步：快速取出轧件，进行异步轧制，轧制过程前用冷却氮气喷枪11对轧辊进行冷却；
轧制异速比为1.0～1.6(上轧辊13轧制速度V1：下轧辊14轧制速度V2)，轧制压下率控制在30％以下。
重复第六步和第七步，直到轧件厚度被压下60％～95％，得到高强韧双峰尺度铝合金箔材12。
通过该复合轧制制备的双峰尺度结构材料，利用超细晶晶粒提高材料的强度，利用粗晶晶粒提高材料的韧性，从而实现材料强度与韧性均得到有效提高。高强韧的双峰尺度铝合金箔材在微成形制造、表面封装等领域具有应用前景，能够有效地提高材料的使用寿命，以下是两个具体的应用案例。
应用案例1：
高强韧1235铝合金箔材制备，步骤如下：
第一步：以1235铝合金带材为原料，带材的厚度为0.3mm。
第二步：将铝合金带材加工成两片尺寸完全相同的带材。
第三步：对铝合金带材表面进行处理，清除氧化物。将两片铝合金被清除氧化物的表面进行堆叠。
第四步：将堆叠的铝合金带材放入加热炉内进行加热，温度控制为220℃，保温3分钟。
第五步：取出铝合金带材，按照50％压下率进行轧制。
重复第二步至第五步5遍，制备出高强度的超细晶铝合金带材。
第六步：将铝合金带材进行异步轧制，轧制异速比为1.3，道次轧制压下率为20％。
重复第六步和第七步，直到轧件厚度被降至45μm。实现轧件成为高强韧双峰尺度铝合金箔材，材料微观组织照片如图2所示。在轧制前，1235铝合金的抗拉强度为80MPa，通过上述工艺后，材料的抗拉强度达到150MPa。
应用案例2：
高强韧6061铝合金箔材制备，步骤如下：
第一步：以6061铝合金带材为原料，带材的厚度为1.0mm。
第二步：将铝合金带材加工成两片尺寸完全相同的带材。
第三步：对铝合金带材表面进行处理，清除氧化物。将两片铝合金被清除氧化物的表面进行堆叠。
第四步：将堆叠的铝合金带材放入加热炉内进行加热，温度控制为250℃，保温5分钟。
第五步：取出铝合金带材，按照50％压下率进行轧制。
重复第二步至第五步3遍，制备出高强度的超细晶铝合金带材。
第六步：将铝合金带材放入深冷箱进行冷却。深冷箱采用氮气进行冷却，控制深冷箱温度为-190℃。保温10分钟。
第七步：快速取出轧件，采用异步轧制对上述轧件进行轧制，轧制异速比为1.4，轧制压下率控制为25％。
重复第六步和第七步，直到轧件厚度被降至100μm。实现轧件成为高强韧双峰尺度铝合金箔材。轧制前6061铝合金的强度为120MPa，通过上述工艺后，材料的抗拉强度达到470MPa。
Claims (3)
1.一种制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：以铝合金带材为原料；
第二步：将铝合金带材加工成两片尺寸完全相同的带材；
第三步：将两片尺寸完全相同的带材进行堆叠；
第四步：将堆叠的铝合金带材放入加热炉内进行加热，温度控制在150℃到220℃，保温3-5分钟；
第五步：取出铝合金带材，按照50％压下率进行轧制；
重复第二步至第五步3至5遍，制备出高强度的超细晶铝合金带材；
第六步：将超细晶铝合金带材放入深冷箱进行冷却，深冷箱采用氮气进行冷却，控制深冷箱温度为室温～-190℃，保温8～10分钟；
第七步：快速取出轧件，进行异步轧制，轧制异速比为1.0～1.6，轧制压下率控制在30％以下；
重复第六步和第七步，直到轧件厚度被压下60％～95％。
2.根据权利要求1所述制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，其特征在于，所述第一步中铝合金带材原料的厚度为0.2mm～1.5mm。
3.根据权利要求1所述制备高强韧双峰尺度铝合金箔材的轧制方法，其特征在于，所述第二步或第三步中，对铝合金带材表面进行处理，清除氧化物。
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