CN110404964A - 一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，将退火处理后的热轧铝合金卷材放置进入左侧卷取机上，将卷材穿过左侧局部深冷装置、可逆轧机、右侧局部深冷装置、右侧卷取机，局部深冷装置在卷材的宽度方向上实现局部深冷，开启局部深冷装置，采用冷却氮气对轧辊表面局部区域进行深冷处理，轧辊冷却区域与卷材深冷区域在宽度方向上对应；开启两侧卷取机，使轧件带有前后张力，使整卷铝合金卷材被轧制完毕；重复并保持每道次深冷处理位置相同，直到轧件总轧制压下率达到50～95％，制备出宽度方向差性能铝合金卷材。进一步地，还可对轧制的铝合金卷材进行低温热处理，本发明可以根据产品需求制备出多种性能差异的带材。

Description

一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法
技术领域
本发明属于金属材料轧制技术领域，特别涉及一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法。
背景技术
差性能板材广泛应用于汽车、航空航天等工业零部件制造。传统的差性能板材采用多种性能不同的带材通过焊接制备。然而，由于焊接过程中两种不同材料的结合很难做到完美结合，特别是某些情况焊缝效应存在的情况下，构件在使用过程中特别容易从焊缝及其附近区域产生裂纹，造成构件失效。
为了解决焊缝对构件性能的危害，传统上差厚板制备方法去制备一些不同厚度的轧件，这些轧件可以根据产品需要制备出没有焊缝的工件。然而，差厚板制备过程中对轧机装备的自动化和控制系统要求非常高，这严重限制了差厚板的应用。特别是差厚板轧机不能够制备出两种性能不同的金属材料但是相同厚度的产品。
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宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，可以根据产品需求制备出多种性能差异的带材，这些带材在汽车、航空航天轻量化制备领域具有重要应用前景。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，包括：
第一步：将退火处理后的热轧铝合金卷材放置进入左侧卷取机上，然后，将卷材穿过左侧局部深冷装置、可逆轧机、右侧局部深冷装置、右侧卷取机，其中所述左侧局部深冷装置和右侧局部深冷装置在卷材的宽度方向上实现局部深冷，且左侧局部深冷装置和右侧局部深冷装置深冷的区域所处宽度完全相同；
第二步：开启局部深冷装置，采用冷却氮气对轧辊表面局部区域进行深冷处理，轧辊冷却区域与卷材深冷区域在宽度方向上对应，根据轧制铝合金材料不同，调整深冷轧制温度在-190℃～-90℃；
第三步：开启两侧卷取机，使轧件带有前后张力，开启可逆轧机，轧制压下率控制在8-30％，使整卷铝合金卷材被轧制完毕；
第四步：重复第二步至第四步，保持每道次深冷处理位置相同，直到轧件总轧制压下率达到50～95％，制备出宽度方向差性能铝合金卷材。
进一步地，还可包括第五步：对轧制的铝合金卷材进行低温热处理。
所述第一步中，铝合金卷材原料厚度为4-8mm，宽度根据产品需求进行调整，范围为200mm～2000mm。
所述轧件上被局部深冷装置进行深冷的总宽度为a，卷材总宽度为b，a：b的范围可以为0.2～0.7之间，被深冷的区域可位于轧件中央或者单侧或者两侧。
所述对轧制的铝合金卷材进行低温热处理，低温热处理的工艺参数根据铝合金种类的不同进行适当调整，低温热处理温度范围为100℃～150℃。
与现有技术相比，采用本发明工艺可制备相同化学成分、宽度方向不同金属材料力学性能但是相同厚度的产品，且所得宽度差性能铝合金带材具有较高的机械性能，可取代传统采用拼焊方法制备的差性能板材，实现带材轻量化连续制备，减少工件焊缝带来的潜在缺陷，缩减制备流程，节省制造成本，该差性能铝合金带材可以用于汽车、航空航天等制造业领域的轻量化结构件。
附图说明
图1是本发明制备方法的一种较好实现方式示意图。
图2是带材边部区域深冷处理示意图。
图3是带材中部区域深冷处理示意图。
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。
本发明一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，主要原理为：利用不同轧制温度下轧件机械性能不同，因而通过控制轧制过程中宽度方向上不同区域的轧制温度，从而得到不同力学性能的板带。因而，在轧制过程中，对不同宽度区域的板带产品进行的轧制前冷却温度不同，可实现轧件宽度方向力学性能的差异，连续制备出宽度方向差性能铝合金带材。这些带材可以取代采用相同厚度不同力学性能差异焊接的拼焊板。图1示出了本发明的一种具体的、较好的实现形式，具体包括：
第一步：采用退火处理后的热轧铝合金卷材3为原料，原料厚度为4-8mm，宽度根据产品需求可进行调整为200mm～2000mm。
第二步：将铝合金卷材3作为轧件，放置进入左侧卷取机1上，然后将铝合金卷材3一次穿过左侧局部深冷装置4、可逆轧机6、右侧局部深冷装置8、右侧卷取机7，并以导辊2调整方向。其中左侧局部深冷装置4和右侧局部深冷装置8在卷材的宽度方向上实现局部深冷，且左侧局部深冷装置4和右侧局部深冷装置8深冷的区域所处宽度完全相同。
第三步：开启左侧局部深冷装置4和右侧局部深冷装置8，并采用可逆轧机6两侧的局部氮气冷却喷枪5对轧辊表面局部区域进行深冷处理，轧辊冷却区域与卷材深冷区域在宽度方向上对应，根据轧制铝合金材料不同，调整深冷轧制温度在-190℃～-90℃；局部深冷装置可以根据需要对轧件宽度方向不同位置进行深冷处理。
第四步：开启左侧卷取机1和右侧卷取机7，使轧件带有前后张力，张力大小根据轧件厚度、宽度和种类进行调整。开启可逆轧机6，轧制压下率控制在8-30％，实现整卷铝合金卷材3被轧制完毕。
第五步：重复第二步至第四步，保持每道次深冷区域相同，直到轧件总轧制压下率达到50～95％，制备出宽度方向差性能铝合金卷材。
第六步：根据铝合金品种，可选择对轧制的铝合金卷材进行低温热处理，低温热处理的工艺参数根据铝合金种类的不同进行适当调整，低温热处理温度范围为100℃～150℃，实现铝合金卷材综合性能提高。
利用上述流程制备宽度差性能6061铝合金卷材，6061铝合金卷材的原料厚度为4mm，宽度为1000mm，对其两侧边部区域进行深冷，如图2所示，两侧深冷宽度均为300mm，轧辊也在两侧300mm深冷，深冷温度均为-100℃，轧制压下率控制在10％，总轧制压下率达到80％，轧制的带材在120℃进行时效处理30小时，得到的宽度差性能6061铝合金带材边部区域强度为385MPa，而中心部分强度为330MPa。
利用上述流程制备宽度差性能5052铝合金卷材，5052铝合金卷材的原料厚度为6mm，宽度为800mm，对其中央区域进行深冷，如图3所示，中央深冷宽度为360mm，轧辊也在中央360mm宽度处深冷，深冷温度均为-190℃，轧制压下率控制在15％，总轧制压下率达到80％，制备的宽度差性能5052铝合金带材边部区域强度为300MPa，而中心部分强度为335MPa。

Claims (5)

1.一种宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，其特征在于，包括：
第一步：将退火处理后的热轧铝合金卷材放置进入左侧卷取机上，然后，将卷材穿过左侧局部深冷装置、可逆轧机、右侧局部深冷装置、右侧卷取机，其中所述左侧局部深冷装置和右侧局部深冷装置在卷材的宽度方向上实现局部深冷，且左侧局部深冷装置和右侧局部深冷装置深冷的区域所处宽度完全相同；
第二步：开启局部深冷装置，采用冷却氮气对轧辊表面局部区域进行深冷处理，轧辊冷却区域与卷材深冷区域在宽度方向上对应，根据轧制铝合金材料不同，调整深冷轧制温度在-190℃～-90℃；
第三步：开启两侧卷取机，使轧件带有前后张力，开启可逆轧机，轧制压下率控制在8-30％，使整卷铝合金卷材被轧制完毕；
第四步：重复第二步至第四步，保持每道次深冷处理位置相同，直到轧件总轧制压下率达到50～95％，制备出宽度方向差性能铝合金卷材。
2.根据权利要求1所述宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，其特征在于，所述第一步中，铝合金卷材原料厚度为4-8mm，宽度根据产品需求进行调整，范围为200mm～2000mm。
3.根据权利要求1所述宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，其特征在于，所述轧件上被局部深冷装置进行深冷的总宽度为a，卷材总宽度为b，a：b的范围可以为0.2～0.7之间，被深冷的区域可位于轧件中央或者单侧或者两侧。
4.根据权利要求1所述宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，其特征在于，所述对轧制的铝合金卷材进行低温热处理，低温热处理的工艺参数根据铝合金种类的不同进行适当调整，低温热处理温度范围为100℃～150℃。
5.根据权利要求1所述宽度方向差性能铝合金带材的轧制制备方法，其特征在于，在第四步之后，对轧制的铝合金卷材进行低温热处理。
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