CN110976520A - 一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，在热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，在厚度轧制至≤300mm时，通过轧前冷却、大压下量轧制的方法，使轧制变形能深入到带材芯部，从而使带材芯部晶粒得到破碎，实现表层与芯部晶粒均匀，获得表层与芯部晶粒相同或相近的均匀性优良的材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，属于有色金属技术领域。
背景技术
铝合金热轧轧制过程，主要为厚度减薄的过程，因铸锭较厚，轧制变形主要为表层或次表层金属。由于受到变形，表层或次表层的金属发生流动，金属内部晶粒得到破碎、细小，使铸态的脆性金属组织转变为具有高塑性的变形组织。铸锭受力点主要在表面，变形难以传递到芯部。尤其是在铸锭厚度＞300mm时，即使通过增大压下量等其他手段，芯部仍难以产生变形。该现象.可以通过轧制后表层、1/4处、芯部晶粒分别看出，如图3-5所示，表层为完全再结晶，1/4处基本为未再结晶晶粒，芯部几乎为未再结晶晶粒；同时，从表层到1/4处，再到芯部，其晶粒尺寸逐步增大，这是变形从表层到芯部逐步减弱，芯部几乎未发生变形所致。
由于这种表层与芯部的不均匀变形，带来晶粒上的差异，主要原因为：在这种常规轧制工艺下，表层金属温度与芯部金属温度差异小，虽然表面有散热，但实际整体金属温度高，发生变形时，优先在表面变形。同时，在厚度轧制至≤300mm时，一般为了控制表面质量及板型，其单道次的绝对压下量会有所降低，通常在35mm以下，压下量小，变形不容易深入到芯部。而在厚度＞300mm时，铸锭太厚，芯部更不容易发生变形。
为了获得表层与芯部晶粒相同或相近的均匀性优良的材料，本案由此产生。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，在热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，在厚度轧制至≤300mm时，通过轧前冷却、大压下量轧制的方法，使轧制变形能深入到带材芯部，从而使带材芯部晶粒得到破碎，实现表层与芯部晶粒均匀。
优选的，生产方法具体包括以下步骤：（1）热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，以实现轧制过程中的温度控制，该冷却设备横跨轧线辊道，距离热粗轧机本体2~5m，宽度与辊道宽度相同或更大，长度为1~5m；冷却设备中的喷嘴同一排的间距d0为50~150mm，不同排的间距D0为100~500mm，喷嘴需3~7排；（2）在厚度轧制至≤300mm时，轧制前开启冷却装置，带材以0.5~3m/s的速度通过，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺。
优选的，在步骤（1）中，冷却介质为水或热轧乳化液，冷却介质压力≥8bar，以确保冷却速度不小于40℃/s。
优选的，在步骤（2）中，控制轧制厚度≤300mm时，轧制前开启冷却装置，以确保轧制能顺利进行，且轧制变形能深入到铸锭芯部。
优选的，在步骤（2）中，控制带材以0.5~2m/s的速度通过，以确保带材有足够的冷却时间，使带材表面温度不超过250℃，使带材表层不发生变形或发生少量变形。
优选的，在步骤（2）中，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺，以确保芯部的变形足够。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过控制轧制前的冷却，控制表层与芯部的金属变形量，再通过大压下量轧制工艺，使变形能深入到芯部，获得表层与芯部晶粒相同或相近的均匀性优良的材料。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
附图说明
图1为本发明实施例的构造示意图。
图2为本发明实施例的冷却装置俯视图。
图3为现有技术轧制后表层晶粒效果图。
图4为现有技术轧制后1/4处晶粒效果图。
图5为现有技术轧制后芯部晶粒效果图。
图6为本发明实施例轧制后表层晶粒效果图。
图7为本发明实施例轧制后1/4处晶粒效果图。
图8为本发明实施例轧制后芯部晶粒效果图。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
如图1~8所示，一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，在热粗轧机1的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备2，在厚度轧制至≤300mm时，通过轧前冷却、大压下量轧制的方法，使轧制变形能深入到带材3芯部，从而使带材芯部晶粒得到破碎，实现表层与芯部晶粒均匀。
在本发明实施例中，生产方法具体包括以下步骤：（1）热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，以实现轧制过程中的温度控制，该冷却设备横跨轧线辊道，距离热粗轧机本体2~5m，宽度与辊道宽度相同或更大，长度为1~5m；冷却设备中的喷嘴4同一排的间距d0为50~150mm，不同排的间距D0为100~500mm，喷嘴需3~7排；（2）在厚度轧制至≤300mm时，轧制前开启冷却装置，带材以0.5~3m/s的速度通过，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺。
在本发明实施例中，在步骤（1）中，冷却介质为水或热轧乳化液，冷却介质压力≥8bar，以确保冷却速度不小于40℃/s。
在本发明实施例中，在步骤（2）中，控制轧制厚度≤300mm时，轧制前开启冷却装置，以确保轧制能顺利进行，且轧制变形能深入到铸锭芯部。
在本发明实施例中，在步骤（2）中，控制带材以0.5~2m/s的速度通过，以确保带材有足够的冷却时间，使带材表面温度不超过250℃，使带材表层不发生变形或发生少量变形。
在本发明实施例中，在步骤（2）中，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺，以确保芯部的变形足够。
由金属高温塑性图可知，金属温度低时，其材料强度大，硬度大，材料发生变形的难度大，当能使表层的金属温度比芯部的金属温度低时，金属变形不容易发生在表层，表层的晶粒破碎将得以减缓。与此同时，再通过加大变形量，进一步使变形深入到材料芯部，使芯部的变形更加容易。通过这种抑制表面变形，扩大芯部变形的轧制工艺，可以使表面与芯部变形更加均匀，实现表层与芯部晶粒大小相同或相近，达到渗透轧制的效果。本申请通过轧前的冷却，适当抑制表面变形，再利用随后的大压下量轧制，实现渗透轧制，达到表面变形与芯部变形均匀的效果。如图6-8所示，表层与1/4处均完全再结晶，芯部已有大量的再结晶晶粒，仅余少量未再结晶晶粒。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：在热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，在厚度轧制至≤300mm时，通过轧前冷却、大压下量轧制的方法，使轧制变形能深入到带材芯部，从而使带材芯部晶粒得到破碎，实现表层与芯部晶粒均匀。
2.根据权利要求1所述的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：生产方法具体包括以下步骤：（1）热粗轧机的出入口处，分别安装有横向分布的冷却设备，以实现轧制过程中的温度控制，该冷却设备横跨轧线辊道，距离热粗轧机本体2~5m，宽度与辊道宽度相同或更大，长度为1~5m；冷却设备中的喷嘴同一排的间距d0为50~150mm，不同排的间距D0为100~500mm，喷嘴需3~7排；（2）在厚度轧制至≤300mm时，轧制前开启冷却装置，带材以0.5~3m/s的速度通过，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺。
3.根据权利要求2所述的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：在步骤（1）中，冷却介质为水或热轧乳化液，冷却介质压力≥8bar，以确保冷却速度不小于40℃/s。
4.根据权利要求2所述的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：在步骤（2）中，控制轧制厚度≤300mm时，轧制前开启冷却装置，以确保轧制能顺利进行，且轧制变形能深入到铸锭芯部。
5.根据权利要求2所述的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：在步骤（2）中，控制带材以0.5~2m/s的速度通过，以确保带材有足够的冷却时间，使带材表面温度不超过250℃，使带材表层不发生变形或发生少量变形。
6.根据权利要求2所述的铝合金热轧晶粒均匀性优良的生产方法，其特征在于：在步骤（2）中，采用单道次压下量在30~50mm的大压下量轧制工艺，以确保芯部的变形足够。
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