CN111560573A - 一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝合金制造技术领域，公开了一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法及其应用。该方法包括以下步骤：(1)将退火炉的炉气升温至210‑230℃，然后保温1‑3小时；(2)将退火炉的炉气继续升温至400‑450℃，然后保温80‑200分钟；(3)将退火炉的炉气降温至240‑300℃，然后保温5‑11小时。该方法采用高温短时间保温方式退火，并且采用差温退火工艺，通过提高退火炉的炉气温度，使材料的升温速率提高，铝箔内部晶粒组织形核速率大于长大速率实现再结晶，从而使结晶组织细小、均匀，能达到最佳的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金制造技术领域，具体涉及一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法及其应用。
背景技术
近年来，随着我国环保卫生的标准越来越高，高性能容器铝合金被广泛应用在航空配餐、西点烘焙等食品方面，以及工业领域的药品包装及家庭宴会、冷冻、储存等方面也有涉及。
容器产品已是人们生活中不可或缺的产品，因而容器产品的用量逐年增加，但是随着容器生产的厂家的快速增多，竞争也更加激烈，因此各容器产品厂家为了降低成本，从原材料上节支降本，力求压薄厚度和提高性能。各容器产品生产厂为了适应市场的这种形式，并且为了达到上述需求，要求铝箔具有较高的强度和延伸率，适应高速冲床的各种冲制成型方式。现阶段，为满足上述需求，国内生产厂家相继开发了3003、8011合金牌号。
目前，容器用高性能铝合金生产过程中，铝合金铸轧坯料进行退火主要采用低温长时间保温退火的方式，这种低温长时间保温退火的方式存在以下缺点：退火过程中容易产生晶粒，出现异常粗大、延伸率偏低的现象；同炉的铝箔性能不均匀，铝箔表面有油斑，同时造成退火周期长，生产效率低下。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法及其应用。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气升温至210-230℃，然后保温1-3小时；
(2)将退火炉的炉气继续升温至400-450℃，然后保温80-200分钟；
(3)将退火炉的炉气降温至240-300℃，然后保温5-11小时。
优选地，在步骤(1)中，升温速率为3-5℃/min。
优选地，在步骤(2)中，将退火炉的炉气继续升温至418-435℃，然后保温100-150分钟。
优选地，在步骤(2)中，升温速率为5-10℃/min。
优选地，在步骤(3)中，降温速率为2-5℃/min。
优选地，在步骤(3)中，将退火炉的炉气降温至250-290℃，然后保温7-11小时。
优选地，所述步骤(3)还包括保温后冷却至室温。
优选地，所述冷却的方式为空冷。
本发明第二方面提供上述方法在铝合金制备过程中的应用。
优选地，所述铝合金为容器用铝合金。
本发明所述的退火方法采用高温短时间保温方式退火，并且采用差温退火工艺，通过提高退火炉的炉气温度，使材料的升温速率提高，铝箔内部晶粒组织形核速率大于长大速率实现再结晶，从而使结晶组织细小、均匀，能达到最佳的力学性能；并且可以使材料表面的带油得到挥发，有效地防止铝箔表面出现油斑等缺陷，保证铝箔表面具有良好的表面质量，同时缩短了铝箔退火的总时间，提高了生产效率。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明一方面提供一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气升温至210-230℃，然后保温1-3小时；
(2)将退火炉的炉气继续升温至400-450℃，然后保温80-200分钟；
(3)将退火炉的炉气降温至240-300℃，然后保温5-11小时。
在本发明所述的方法中，所述步骤(1)为低温吹洗段，可以减少铝箔表面的带油量，避免退火后铝箔表面出现油斑。
在具体的实施方式中，在步骤(1)中，可以将退火炉的炉气升温至210℃、215℃、220℃、225℃或230℃；保温时间可以为1小时、1.5小时、2小时、2.5小时或3小时。
在优选情况下，在步骤(1)中，升温速率为3-5℃/min。具体的，例如可以为3℃/min、4℃/min或5℃/min。
在本发明所述的方法中，所述步骤(2)和步骤(3)为差温阶段，可以缩短料温的到温时间，提高炉气与料温的温差，从而带动料温度速率。
在优选情况下，在步骤(2)中，将退火炉的炉气继续升温至418-435℃，然后保温100-150分钟。
在具体的实施方式中，在步骤(2)中，将退火炉的炉气继续升温至400℃、405℃、410℃、415℃、420℃、425℃、430℃、435℃、440℃、445℃或450℃；保温时间可以为80分钟、90分钟、100分钟、110分钟、120分钟、130分钟、140分钟、150分钟、160分钟、170分钟、180分钟、190分钟或200分钟。
在优选情况下，在步骤(2)中，升温速率为5-10℃/min。具体的，例如可以为5℃/min、6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min或10℃/min。
在优选情况下，在步骤(3)中，降温速率为2-5℃/min。
在本发明所述的方法中，所述步骤(3)中的保温可以使铝箔发生部分再结晶或完全再结晶，达到规定的力学性能指标。
在优选情况下，在步骤(3)中，将退火炉的炉气降温至250-290℃，然后保温7-11小时。
在优选情况下，所述步骤(3)还包括保温后冷却至室温。
在具体的实施方式中，所述冷却的方式为空冷。
本发明第二方面提供上述方法在铝合金制备过程中的应用。
优选地，所述铝合金为容器用铝合金。
本发明所述的退火方法采用高温短时间保温方式退火，并且采用差温退火工艺，通过提高退火炉的炉气温度，使材料的升温速率提高，铝箔内部晶粒组织形核速率大于长大速率实现再结晶，从而使结晶组织细小、均匀，能达到最佳的力学性能；并且可以使材料表面的带油得到挥发，有效地防止铝箔表面出现油斑等缺陷，保证铝箔表面具有良好的表面质量，同时缩短了铝箔退火的总时间，提高了生产效率。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不局限于此。
实施例和对比例采用相同的批次的铸轧坯料铝箔进行退火过程，用以制备得到8011-H24容器用高性能铝合金的成品。
实施例1
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以12℃/min升温至210℃，然后保温1小时；
(2)将退火炉的炉气继续以6℃/min升温至418℃，然后保温100分钟；
(3)将退火炉的炉气以3℃/s降温至268℃，然后保温11小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为145-155Mpa，伸长率≥15％，杯突值为6mm。
实施例2
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以3℃/min升温至230℃，然后保温1小时；
(2)将退火炉的炉气继续以7℃/min升温至435℃，然后保温100分钟；
(3)将退火炉的炉气以4℃/min降温至275℃，然后保温11小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为140-150Mpa，伸长率≥16％，杯突值为6.5mm。
实施例3
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以3℃/min升温至230℃，然后保温2小时；
(2)将退火炉的炉气继续以5℃/min升温至450℃，然后保温80分钟；
(3)将退火炉的炉气以5℃/min降温至290℃，然后保温9小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为135-145Mpa，伸长率≥17％，杯突值为6.8mm。
实施例4
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以4℃/min升温至230℃，然后保温1小时；
(2)将退火炉的炉气继续以7℃/min升温至400℃，然后保温100分钟；
(3)将退火炉的炉气以4℃/min降温至250℃，然后保温11小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为130-135Mpa，伸长率≥20％，杯突值为7mm。
实施例5
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以4℃/min升温至210℃，然后保温3小时；
(2)将退火炉的炉气继续以8℃/min升温至450℃，然后保温150分钟；
(3)将退火炉的炉气以4℃/min降温至270℃，然后保温9小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为125-130Mpa，伸长率≥19％，杯突值为7.5mm.
实施例6
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以4℃/min升温至210℃，然后保温3小时；
(2)将退火炉的炉气继续以8℃/min升温至450℃，然后保温150分钟；
(3)将退火炉的炉气以4℃/min降温至290℃，然后保温7小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为125-135Mpa，伸长率≥20％，杯突值为7.5mm。
实施例7
具体的退火过程包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气以5℃/min升温至210℃，然后保温2小时；
(2)将退火炉的炉气继续以8℃/min升温至450℃，然后保温200分钟；
(3)将退火炉的炉气以4℃/min降温至300℃，然后保温5小时，接着后空炉冷却至室温。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为125-130Mpa，伸长率≥20％，杯突值为7.5mm。
对比例1
在240-300℃下进行退火，保温时间为20小时。
使用GB/T 3880.2-2012所述的方法对退火后的铝箔的力学性能进行检测，结果为：抗拉强度为115-130Mpa，伸长率≥10％，杯突值为4.5mm。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)将退火炉的炉气升温至210-230℃，然后保温1-3小时；
(2)将退火炉的炉气继续升温至400-450℃，然后保温80-200分钟；
(3)将退火炉的炉气降温至240-300℃，然后保温5-11小时。
2.根据权利要求1所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，在步骤(1)中，升温速率为3-5℃/min。
3.根据权利要求1所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，在步骤(2)中，将退火炉的炉气继续升温至418-435℃，然后保温100-150分钟。
4.根据权利要求1或3所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，在步骤(2)中，升温速率为5-10℃/min。
5.根据权利要求1所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，在步骤(3)中，降温速率为2-5℃/min。
6.根据权利要求1所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，在步骤(3)中，将退火炉的炉气降温至250-290℃，然后保温7-11小时。
7.根据权利要求1所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括保温后冷却至室温。
8.根据权利要求7所述的铝合金铸轧坯料铝箔的退火方法，其特征在于，所述冷却的方式为空冷。
9.权利要求1-8中任意一种方法在铝合金制备过程中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述铝合金为容器用铝合金。
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