CN110180894A - 一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法 - Google Patents
一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种制备高成形性能铝合金板材的换向蛇形轧制成形方法，包括以下步骤：1）利用上下轧辊错位的轧机，对铝合金板材进行多道次龙形热轧处理，引入剪切变形γzy，引入剪切织构;在蛇形轧制过程中，一次或多次改变板材送进方向，在板材的横向引入剪切变形γzx；2）冷轧前退火处理；3）对板材进行换向龙形冷轧处理。本发明操作方便、成本低，可以实现引入剪切变形来调控板材组织，提升板材成形性能；可以通过二维剪切应变的叠加实现铝合金织构的三维空间调控织构，能够制备晶粒等轴、组织均匀的高成形性能板材，易于实现工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于铝合金加工技术领域，具体涉及一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法。
背景技术
铝合金具有密度小，比强度高，耐蚀性能好、易回收等优点，成为汽车轻量化的首选材料。但由于铝合金室温成形性能差，易发生开裂现象，制约了铝合金在汽车工业中的广泛应用。铝合金塑性变形时启动的是{111}<110>滑移系，常规轧制形成的织构成份以｛110｝<112>、｛112｝<111>、｛123｝<623>、｛001｝<100>为主，板材的成形性能较差。为了减小汽车铝合金板材的平面各向异性、提高其成形性能，有必要改变变形模式，通过优化和控制微观组织提高铝合金板材成形性能。前期研究表明通过等径角挤压、连续约束板带剪切、非对称轧制等在变形过程中引入强剪切变形后，引入剪切织构，有利于提高铝合金成形性能。公开号CN104646416A提出了一种等径角轧制工艺，引入剪切变形提升板材成形性能；公开号CN106521334A提出了一种钢板的异步轧制方法；公开号CN106984667A公开了一种剪切挤压轧制复合成形方法来提升板材成形性能。龙形轧制是新发展的一种同时具有错位量和异速比的非对称轧制技术，能够通过剪切变形使板材比常规轧制更深入到板材心部，改善厚板厚度方向的组织均匀性。
发明内容
本发明提供一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，能够在铝合金板材中引入剪切织构，提高板材成形性能；通过轧向和横向引入剪切变形，可更好地平衡调控织构；它能够使得铝合金板材变形更加均匀，晶粒也更为等轴，减小板材各向异性，从而提升铝合金板材成形性能。
本发明采用的技术方案是：一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，包括以下步骤：
1）利用上下轧辊错位的轧机，对铝合金板材进行多道次龙形热轧处理，引入剪切变形γzy，引入剪切织构；在蛇形轧制过程中，一次或多次改变板材送进方向，在板材的横向引入剪切变形γzx；
2）冷轧前退火处理；
3）对板材进行换向龙形冷轧处理。
上述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤1）中，在龙形热轧过程中，通过剪切应变引入剪切织构；轧制过程中一次或多次改变铝合金板材送进方向，通过二维剪切应变（γzy和γzx）的叠加实现铝合金织构的三维空间调控织构；同时形成等轴晶，板材晶粒组织更加均匀，减小板材各向异性，提升板材成形性能。
上述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤2）中，对铝合金板材进行冷轧前退火处理时，温度高于铝合金的再结晶温度，保温0.5~2小时，随炉冷却至200℃~300℃，然后空冷至室温。
上述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤3）中，对铝合金板材进行换向龙形冷轧时，一次或多次改变铝合金板材送进方向。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，能够在铝合金板材中引入剪切变形，引入剪切织构，提升板材成形性能；通过对铝合金板材换向轧制，使普通轧制中主要沿轧制方向的塑性变形分散在横向和轧向，使得铝合金板材变形更加均匀，晶粒也更为等轴，协同提升铝合金板材成形性能。
2、本发明的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，能够在铝合金板材轧向和横向引入剪切变形，通过二维剪切应变的叠加实现铝合金织构的三维空间调控织构，更好地平衡调控织构。
3、本发明的只需对轧机进行简单改装，成本低、操作方便，能制备表面质量好、成形性能优异的高性能金属板材，能够较好应用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明的换向龙形轧制成形方法的示意图。
图2为普通轧制成形铝合金轧制态极图。
图3为换向龙形轧制成形铝合金轧制态极图。
图4为普通轧制成形铝合金板材T4态的微观组织。
图5为换向龙形轧制板材T4态的微观组织。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
将初始厚度为20 mm的6016铝合金板材经过4道次热轧、2道次冷轧，制备2mm的板材，具体轧制工艺：20mm-15mm-12mm（换向）- 8mm-5mm-冷轧前退火-3mm（换向）-2mm。换向龙形轧制试样为#1，板材进行二次换向轧制，分别在第2道次热轧后、第1道次冷轧后进行换向。具体步骤如下：
1）利用上下轧辊错位的轧机对板材进行龙形轧制，板材经过2道次热轧，使得铝合金板材厚度变为12 mm；
2）改变铝合金板材送进方向，铝合金板材经过2次热轧，将铝合金板材厚度轧至5 mm；
3）对铝合金板材进行冷轧前退火处理，420℃保温0.5~2h后随炉冷却至250℃，再空冷至室温；
4）改变铝合金板材送进方向，对板材进行换向龙形冷轧处理，第1道次后换向，板厚变为2 mm。
为了便于对比，将同批次20 mm厚的6016铝合金板材，进行普通轧制，试样编号为#2，轧制道次压下量和退火处理与#1相同。
图2和图3分别为#2及#1样品轧制态的极图。由图2可知，普通轧制板材织构表现出典型的“唇式”冷轧织构特征；经过换向龙形轧制成形后，织构分布散乱，织构强度较低，如图3所示。图4和图5分别为#2及#1样品经固溶处理+自然时效T4态的微观组织，从图5中可以看出，换向龙形轧制成形后板材多为等轴晶。表1为T4态6016铝合金板材的力学性能，从表1可看出，经本发明处理的板材延伸率、塑性应变比和表征板材成形性能的杯突IE值得到了显著的提高，各向异性Δr值减小。
表1 6016铝合金板材的力学性能
| 样品编号 | 屈服强度 | 塑性应变比r | 延伸率 | <i>Δr</i>值 | 杯突IE值 |
| #1 | 129MPa | 0.87 | 29.8% | 0.004 | 11.5 |
| #2 | 124MPa | 0.52 | 24.2% | 0.012 | 8.9 |
Claims (4)
1.一种制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，包括以下步骤：
1）利用上下轧辊错位的轧机，对铝合金板材进行多道次龙形热轧处理，引入剪切变形γzy，引入剪切织构；在蛇形轧制过程中，一次或多次改变板材送进方向，在板材的横向引入剪切变形γzx；
2）冷轧前退火处理；
3）对板材进行换向龙形冷轧处理。
2.根据权利要求1所述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤1）中，在龙形热轧过程中，通过剪切应变引入剪切织构；轧制过程中一次或多次改变铝合金板材送进方向，通过二维剪切应变的叠加实现铝合金织构的三维空间调控织构；同时形成等轴晶，板材晶粒组织更加均匀，减小板材各向异性，提升板材成形性能。
3.根据权利要求1所述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤2）中，对铝合金板材进行冷轧前退火处理时，温度高于铝合金的再结晶温度，保温0.5~2小时，随炉冷却至200℃~300℃，然后空冷至室温。
4.根据权利要求1所述的制备高成形性能铝合金板材的换向龙形轧制成形方法，步骤3）中，对铝合金板材进行换向龙形冷轧时，一次或多次改变铝合金板材送进方向。
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| CN (1) | CN110180894A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110802112A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-18 | 衡阳市鑫诚和重型机械设备制造有限公司 | 一种铝合金板材龙行轧制工艺 |
| CN113798321A (zh) * | 2021-09-11 | 2021-12-17 | 百色学院 | 一种铝合金厚板及其制造方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1331762A (zh) * | 1998-12-22 | 2002-01-16 | 克里斯铝轧制品有限公司 | 抗损伤的铝合金产品及其制备方法 |
| CN103255324A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-21 | 北京有色金属研究总院 | 一种适合于汽车车身板制造的铝合金材料及制备方法 |
| CN104690088A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 北京有色金属研究总院 | 一种轧制工艺的模拟实验方法 |
| CN105821354B (zh) * | 2016-04-20 | 2017-07-04 | 中南大学 | 一种提高航空航天用铝合金尺寸稳定性的方法 |
| CN109530440A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-29 | 衡阳市鑫诚和重型机械设备制造有限公司 | 异步非对称轧制轧机布局系统 |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1331762A (zh) * | 1998-12-22 | 2002-01-16 | 克里斯铝轧制品有限公司 | 抗损伤的铝合金产品及其制备方法 |
| CN103255324A (zh) * | 2013-04-19 | 2013-08-21 | 北京有色金属研究总院 | 一种适合于汽车车身板制造的铝合金材料及制备方法 |
| CN104690088A (zh) * | 2013-12-05 | 2015-06-10 | 北京有色金属研究总院 | 一种轧制工艺的模拟实验方法 |
| CN105821354B (zh) * | 2016-04-20 | 2017-07-04 | 中南大学 | 一种提高航空航天用铝合金尺寸稳定性的方法 |
| CN109530440A (zh) * | 2018-12-30 | 2019-03-29 | 衡阳市鑫诚和重型机械设备制造有限公司 | 异步非对称轧制轧机布局系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 上海交通大学《金相分析》编写组: "《金相分析》", 30 April 1982, 国防工业出版社 * |
| 凌利月等: "蛇形轧制对Al-Mg-Si合金板材剪切变形及织构影响的模拟", 《中南大学学报(自然科学版)》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110802112A (zh) * | 2019-11-25 | 2020-02-18 | 衡阳市鑫诚和重型机械设备制造有限公司 | 一种铝合金板材龙行轧制工艺 |
| CN113798321A (zh) * | 2021-09-11 | 2021-12-17 | 百色学院 | 一种铝合金厚板及其制造方法 |
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