RU2305022C1 - Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy - Google Patents
Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2305022C1 RU2305022C1 RU2006107857/02A RU2006107857A RU2305022C1 RU 2305022 C1 RU2305022 C1 RU 2305022C1 RU 2006107857/02 A RU2006107857/02 A RU 2006107857/02A RU 2006107857 A RU2006107857 A RU 2006107857A RU 2305022 C1 RU2305022 C1 RU 2305022C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- aluminum
- foil
- melt
- rolls
- Prior art date
Links
Landscapes
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к технике и технологии производства из расплава листовых заготовок и получения затем из них рулонной фольги.The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to engineering and technology for the production of sheet blanks from a melt and then production of rolled foil from them.
Фольга под глубокую вытяжку используется в пищевой промышленности, медицине, электронике и других отраслях народного хозяйства.Deep drawing foil is used in the food industry, medicine, electronics and other sectors of the economy.
Известен способ изготовления фольговых полуфабрикатов из алюминия по заявке РФ №94012513/02 [1], который включает в себя обработку расплава при температурах 695-715°С, литье заготовки на литейно-прокатном агрегате со скоростью охлаждения расплава 10-40°/с и дальнейшую холодную прокатку и отжиг при заданных температурах.A known method of manufacturing foil semi-finished products from aluminum according to the application of the Russian Federation No. 94012513/02 [1], which includes the processing of the melt at temperatures 695-715 ° C, casting the workpiece on a casting and rolling unit with a melt cooling rate of 10-40 ° / s and further cold rolling and annealing at given temperatures.
Недостатком известного технического решения является то, что оно применимо, как следует из названия, для изготовления фольговых полуфабрикатов из технического алюминия, а не из сплавов алюминия. Сплавы алюминия обладают менее высокими пластическими свойствами, поэтому процессы литья и обработки давлением требуют задания специальных параметров обработки.A disadvantage of the known technical solution is that it is applicable, as the name implies, for the manufacture of foil semi-finished products from technical aluminum, and not from aluminum alloys. Aluminum alloys have less high plastic properties, so the processes of casting and pressure treatment require the setting of special processing parameters.
Фирмой REYNOLDS METALS CO получен патент США №5503689 [2] на способ производства листовой продукции из алюминиевого сплава, включающий литье полосовой заготовки на литейно-прокатном агрегате и последующую холодную прокатку этой заготовки на размер 38 мкм без промежуточного отжига. Отсутствие необходимости проведения отжига авторы объясняют улучшенным химическим составом сплава типа 3003 по стандарту ASTM (0,3-1,1 Si, 0,4-1,0 Fe, 0,009-0,25 Cu с добавками марганца и титана, остальное - Al). Недостатком способа является необходимость применения сплава, содержащего медь, которая, как известно, снижает коррозионную стойкость материала. Также недостатком этого аналога является отсутствие сведений о режимах литья-деформации.REYNOLDS METALS CO obtained US Patent No. 5,503,689 [2] for a method of manufacturing sheet products from aluminum alloy, including casting a strip billet on a casting and rolling unit and subsequent cold rolling of this billet to a size of 38 μm without intermediate annealing. The authors explain the absence of the need for annealing by the improved chemical composition of the 3003 alloy according to ASTM standard (0.3-1.1 Si, 0.4-1.0 Fe, 0.009-0.25 Cu with manganese and titanium additives, the rest is Al) . The disadvantage of this method is the need to use an alloy containing copper, which, as you know, reduces the corrosion resistance of the material. Also a disadvantage of this analogue is the lack of information about the casting-deformation modes.
Фирмой ALCAN RES & DEV получен патент США №4126487 [3] на способ производства улучшенных продуктов из сплавов Al-Fe и Al-Fe-Si. Способ разработан применительно к производству изделий из сплава алюминия, содержащего 1,1-2,5% железа и до 2% кремния. Способ включает литье заготовки толщиной менее 25 мм при условии образования интерметаллических частиц в форме игл диаметром 0,05-0,5 мкм, последующую холодную прокатку при обжатии по крайней мере 60% для разрушения игл и их диспергирование по объему. Завершает технологический цикл отжиг в интервале температур 250-400°С, что обеспечивает высокие прочностные и пластические свойства.ALCAN RES & DEV obtained US patent No. 4126487 [3] for a method for the production of improved products from Al-Fe and Al-Fe-Si alloys. The method is developed in relation to the production of aluminum alloy products containing 1.1-2.5% iron and up to 2% silicon. The method includes casting a workpiece with a thickness of less than 25 mm, provided that intermetallic particles are formed in the form of needles with a diameter of 0.05-0.5 microns, followed by cold rolling with compression of at least 60% to break the needles and disperse them in volume. The technological cycle is completed by annealing in the temperature range of 250-400 ° C, which provides high strength and plastic properties.
Получение заданного фазового состава достигается, в частности, заданной скоростью охлаждения при литье. Задана скорость перемещения фронта кристаллизации по крайней мере 25 см/мин. Предложено достигать эту скорость литьем в двухвалковый кристаллизатор конструкции фирмы Hunter Company of Riverside при получении полосы толщиной 5-7,5 мм. При этом рекомендовано в объеме литой заготовки обеспечивать содержание интерметаллидов до 5% (по объему), предпочтительно 2,5%.Obtaining a given phase composition is achieved, in particular, a given cooling rate during casting. The speed of movement of the crystallization front is set at least 25 cm / min It is proposed to achieve this speed by casting in a twin-roll mold of the Hunter Company of Riverside design upon receipt of a strip with a thickness of 5-7.5 mm. Moreover, it is recommended that the content of the cast billet provide an intermetallic content of up to 5% (by volume), preferably 2.5%.
Фирмой REYNOLDS METALS CO получен патент США №5725695 [4] на способ производства фольги из алюминиевого сплава. Способ направлен на получение фольги из сплавов системы алюминий-железо-кремний и включает литье полосовой заготовки на литейно-прокатном агрегате толщиной 6,1 мм, последующую холодную прокатку этой заготовки на размер 0,25 мм, промежуточный отжиг, чистовую прокатку на размер 12,7 мкм и окончательный отжиг. Технологический процесс разработан применительно к сплаву 8111 по стандарту ASTM (0,3-1,1 Si, 0,4-1,0 Fe, остальное - Al). В описании к патенту отмечается, что главной проблемой производства фольги из указанного сплава является получение мелкого зерна в окончательном рекристаллизованном продукте. Эта проблема решена подбором режимов отжигов. Недостатком этого аналога является отсутствие сведений о режимах литья-деформации.REYNOLDS METALS CO obtained US Pat. No. 5,725,695 [4] for a method for producing aluminum alloy foil. The method is aimed at producing foil from aluminum-iron-silicon alloys and includes casting a strip billet on a 6.1 mm thick casting and rolling unit, subsequent cold rolling of this billet to a size of 0.25 mm, intermediate annealing, finishing rolling to a size of 12, 7 microns and final annealing. The technological process was developed for alloy 8111 according to ASTM standard (0.3-1.1 Si, 0.4-1.0 Fe, the rest is Al). In the description of the patent it is noted that the main problem of the production of foil from the specified alloy is the production of fine grain in the final recrystallized product. This problem was solved by selecting annealing modes. The disadvantage of this analogue is the lack of information about the modes of casting-deformation.
Фирмой ALCAN INTERNATIONAL LIMITED получен патент США №6402861 [5] на способ производства фольги из алюминиевых сплавов. Способ направлен на получение фольги из сплавов системы алюминий-железо-кремний и включает литье полосовой заготовки толщиной 10-50 мм, предпочтительно 10-15 мм, на литейно-прокатном агрегате и последующую прокатку этой заготовки до требуемой толщины. Предметом изучения в этом способе является получение необходимого фазового состава, что достигается регулированием химического состава сплава и режимов термической обработки фольговой заготовки. В способе не описаны температурно-деформационные режимы литья и горячей прокатки в литейно-прокатном агрегате. Недостатком этого аналога является отсутствие сведений о режимах литья-деформации.ALCAN INTERNATIONAL LIMITED obtained US patent No. 6402861 [5] for a method for producing aluminum alloy foil. The method is aimed at obtaining a foil from alloys of the aluminum-iron-silicon system and includes casting a strip billet with a thickness of 10-50 mm, preferably 10-15 mm, on a casting and rolling unit and subsequent rolling of this billet to the required thickness. The subject of study in this method is to obtain the necessary phase composition, which is achieved by adjusting the chemical composition of the alloy and the heat treatment conditions of the foil preform. The method does not describe the temperature-deformation modes of casting and hot rolling in a casting and rolling unit. The disadvantage of this analogue is the lack of information about the modes of casting-deformation.
Из уровня техники известен также способ изготовления фольги из алюминиевых сплавов для последующей штамповки, на способ выдан патент РФ №2181388 [6].The prior art also known a method of manufacturing a foil of aluminum alloys for subsequent stamping, the method issued a patent of the Russian Federation No. 2181388 [6].
Способ включает получение литой полосы путем кристаллизации расплава алюминиевого сплава между водоохлаждаемыми валками, нагрев, выдержку, охлаждение и последующую холодную прокатку до заданной толщины с промежуточным и окончательным отжигами. Его отличие заключается в том, что получение литой полосы осуществляют из расплава алюминиевого сплава системы алюминий-железо-кремний с регламентированным содержанием железа и кремния в пределах допустимого интервала содержания в сплаве, в соотношении Fe/Si=2,5-7,5. Нагрев литой полосы осуществляют до 525-580°С, выдержку осуществляют в течение 8-15 ч, промежуточный отжиг проводят после холодной прокатки с суммарной вытяжкой 7-16 при температуре 520-550°С в течение 3-6 ч, а окончательный отжиг осуществляют в нейтральной атмосфере при температуре 200-400°С с выдержкой при этой температуре 2-8 ч.The method includes obtaining a cast strip by crystallization of an aluminum alloy melt between water-cooled rolls, heating, holding, cooling and subsequent cold rolling to a predetermined thickness with intermediate and final annealing. Its difference lies in the fact that the cast strip is produced from a molten aluminum alloy of the aluminum-iron-silicon system with a regulated iron and silicon content within the allowable content range in the alloy, in the ratio Fe / Si = 2.5-7.5. The cast strip is heated to 525-580 ° C, the exposure is carried out for 8-15 hours, the intermediate annealing is carried out after cold rolling with a total hood of 7-16 at a temperature of 520-550 ° C for 3-6 hours, and the final annealing is carried out in a neutral atmosphere at a temperature of 200-400 ° C with exposure at this temperature for 2-8 hours
При соотношении железа к кремнию Fe/Si=2,5-7,5 в литом сплаве формируется мелкозернистая структура с равномерным распределением дисперсных интерметаллических частиц алюминий-железо-кремний, обеспечивающих в деформированном металле высокое сочетание прочности при максимальном значении пластических характеристик.When the iron / silicon ratio Fe / Si = 2.5-7.5, a fine-grained structure is formed in the cast alloy with a uniform distribution of dispersed aluminum-iron-silicon intermetallic particles, which provide a high combination of strength in the deformed metal with the maximum value of plastic characteristics.
При соотношении железа к кремнию менее 2,5 в структуре сплава наблюдается избыточное количество кремниевой фазы грубых размеров, что приводит к снижению прочностных характеристик материала и образованию повышенной пористости фольги тонких размеров. При соотношении железа к кремнию более 7,5 избыточное количество железа способствует образованию игольчатых интерметаллидных соединений в сплаве, приводя к его упрочнению и снижению пластических характеристик.When the ratio of iron to silicon is less than 2.5, an excess amount of the coarse silicon phase is observed in the alloy structure, which leads to a decrease in the strength characteristics of the material and the formation of increased porosity of the thin foil. When the ratio of iron to silicon is more than 7.5, an excessive amount of iron promotes the formation of needle-shaped intermetallic compounds in the alloy, leading to its hardening and a decrease in plastic characteristics.
Полученный расплав перемешивают и разогревают до температуры, обеспечивающей возможность подачи его в водоохлаждаемые валки-кристаллизаторы. Температура расплава не должна превышать 790°С, в противном случае наблюдается интенсивное насыщение расплава газами, приводящее к снижению качества металла.The resulting melt is mixed and heated to a temperature that allows it to be fed into water-cooled mold rolls. The temperature of the melt should not exceed 790 ° C; otherwise, intense saturation of the melt with gases is observed, leading to a decrease in the quality of the metal.
Расплав сплава подается в водоохлаждаемые валки, в которых происходит формирование литой заготовки толщиной 5...8 мм. Полученная литая заготовка сворачивается в рулон и направляется в нагревательную печь для отжига.The alloy melt is fed into water-cooled rolls, in which the formation of a cast billet with a thickness of 5 ... 8 mm occurs. The resulting cast billet is rolled up and sent to a heating furnace for annealing.
В данном способе не уточнен температурный диапазон расплава, подаваемого в валки-кристаллизаторы. Если все же учесть верхнюю границу температурного интервала, заявленную в известном способе, то для малолегированных сплавов алюминия этот диапазон окажется очень широким: 660...790°С. Полученный расплав перемешивают и разогревают до температуры, обеспечивающей возможность подачи его в водоохлаждаемые валки-кристаллизаторы. Как отмечается в описании к способу, верхняя граница температурного интервала установлена на значении 790°С, в противном случае наблюдается интенсивное насыщение расплава газами, приводящее к снижению качества металла.In this method, the temperature range of the melt supplied to the mold rolls is not specified. If you nevertheless take into account the upper limit of the temperature range stated in the known method, then for low-alloyed aluminum alloys this range will be very wide: 660 ... 790 ° C. The resulting melt is mixed and heated to a temperature that allows it to be fed into water-cooled mold rolls. As noted in the description of the method, the upper limit of the temperature range is set at 790 ° C; otherwise, intense saturation of the melt with gases is observed, leading to a decrease in the quality of the metal.
Авторы настоящего изобретения считают, что объявленная в известном способе повышенная температура расплава приводит к образованию иглообразных интерметаллидных фаз Al3Fe и Al6Fe. Интерметаллиды неравномерно распределяются по объему и могут образовывать локальные скопления ультрамелких частиц (0,5 мкм). Подобное распределение и морфология интерметаллидных частиц вызывают неоднородность механических свойств, что приводит в дальнейшем к образованию фестонов при глубокой вытяжке и штамповке. Крупные иглообразные фазы Al3Fe и Al6Fe величиной 5...7 мкм представляют собой локальные точечные дефекты, величина которых соизмерима с толщиной фольги, и при прокатке фольги на тонкий размер вызывают повышенную обрывность, что приводит к снижению выхода годного.The inventors of the present invention believe that the increased melt temperature declared in the known method leads to the formation of needle-shaped intermetallic phases Al 3 Fe and Al 6 Fe. Intermetallic compounds are unevenly distributed throughout the volume and can form local clusters of ultrafine particles (0.5 μm). Such a distribution and morphology of intermetallic particles cause a heterogeneity of mechanical properties, which subsequently leads to the formation of scallops during deep drawing and stamping. Large needle-shaped phases of Al 3 Fe and Al 6 Fe with a size of 5 ... 7 μm are local point defects, the magnitude of which is comparable with the thickness of the foil, and when rolling the foil to a thin size, they cause increased breakage, which leads to a decrease in the yield.
Как отмечается в материалах описания к упомянутому патенту, даже при отжиге (правда, длительном) при температурах выше 550°С происходит интенсивный рост интерметаллических соединений с неизбежным падением пластических характеристик фольгового материала.As noted in the materials describing the aforementioned patent, even during annealing (albeit prolonged) at temperatures above 550 ° C, an intensive growth of intermetallic compounds occurs with an inevitable drop in the plastic characteristics of the foil material.
Поэтому недостатком известного способа является опасность неконтролируемого роста размера и количества частиц интерметаллической фазы, что обусловлено слишком высокой температурой расплава. Кроме того, известный способ не предусматривает контролируемого уровня величины обжатия закристаллизованного металла, что не позволяет установить степень проработки его структуры.Therefore, the disadvantage of this method is the danger of an uncontrolled increase in the size and number of particles of the intermetallic phase, due to the too high temperature of the melt. In addition, the known method does not provide a controlled level of compression of the crystallized metal, which does not allow to establish the degree of elaboration of its structure.
Известен также способ изготовления листов и лент из алюминиевых сплавов по патенту РФ №2171312 [7], выбранный в качестве прототипа.There is also a known method of manufacturing sheets and tapes of aluminum alloys according to the patent of the Russian Federation No. 2171312 [7], selected as a prototype.
Этот способ предназначен для изготовления листов и лент из алюминиевых сплавов, преимущественно фольговой заготовки, для последующей прокатки фольги. Он включает приготовление расплава, отливку полосовой заготовки и ее обжатие в валках-кристаллизаторах, термическую обработку, последующую холодную прокатку в несколько проходов до заданной толщины и отжиг. Отличие способа от аналогов его авторы видят в том, что перед отливкой сплава осуществляют приготовление расплава и нагрев его до температуры не выше 790°С. Отливку сплава в виде полосовой заготовки осуществляют путем подачи расплава при 685-730°С в валки-кристаллизаторы с температурой поверхности валков-кристаллизаторов 45-60°С. В валках осуществляют пластическую деформацию металла в процессе кристаллизации со степенью 25-45% до достижения толщины формуемой полосовой заготовки 0,0052-0,01 от минимальной величины диаметра валков-кристаллизаторов. Затем полученную полосовую заготовку подстуживают до 140-220°С и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 2-6°/ч. Последующую холодную прокатку до заданного размера проводят в несколько проходов с относительной степенью деформации в каждом проходе 39-58% и величиной удельных передних и задних натяжений 4-25 МПа. При этом скорость деформации в каждом последующем проходе увеличивается по сравнению с предыдущим в 1,45-2,8 раза. Отжиг холоднокатанной ленты осуществляют в атмосфере азота при температуре металла 390-500°С с изометрической выдержкой в течение 5-7 ч. При этом нагрев до температуры изотермической выдержки осуществляют со скоростью 25-50°/ч.This method is intended for the manufacture of sheets and tapes of aluminum alloys, mainly foil blanks, for subsequent rolling of the foil. It includes melt preparation, casting of a strip billet and its compression in mold rolls, heat treatment, subsequent cold rolling in several passes to a given thickness and annealing. The authors see the difference between the method and analogues in that, before casting the alloy, the melt is prepared and heated to a temperature of no higher than 790 ° C. The casting of the alloy in the form of a strip billet is carried out by feeding the melt at 685-730 ° C in the mold rolls with a surface temperature of the mold rolls of 45-60 ° C. In the rolls, plastic deformation of the metal is carried out during crystallization with a degree of 25-45% until the thickness of the formed strip billet reaches 0.0052-0.01 of the minimum diameter of the mold rolls. Then the obtained strip billet is cooled to 140-220 ° C and cooled to room temperature at a speed of 2-6 ° / h. Subsequent cold rolling to a given size is carried out in several passes with a relative degree of deformation in each pass of 39-58% and a specific front and rear tension of 4-25 MPa. In this case, the strain rate in each subsequent pass increases compared to the previous one by 1.45-2.8 times. Annealing of the cold-rolled strip is carried out in a nitrogen atmosphere at a metal temperature of 390-500 ° C with isometric exposure for 5-7 hours. In this case, heating to an isothermal temperature is carried out at a speed of 25-50 ° / h.
Охлаждение с температуры изотермической выдержки осуществляют ступенчато, сначала с печью до 260-340°С, а затем до комнатной температуры на воздухе.Cooling from the temperature of isothermal holding is carried out stepwise, first with a furnace to 260-340 ° C, and then to room temperature in air.
В объекте по известному способу показано, что при обработке полуфабрикатов из алюминиевого сплава 8111 удалось достигнуть значений временного сопротивления 102...105 МПа при удовлетворительном выходе годной продукции.In the object by a known method it is shown that when processing semi-finished products from aluminum alloy 8111, it was possible to achieve values of temporary resistance of 102 ... 105 MPa with a satisfactory yield.
Алюминиевый сплав 8111 по стандарту ASTM содержит следующие компоненты: железо 0,4-1,0; кремний 0,3-1,1; алюминий - остальное; медь, марганец, магний, цинк, титан присутствуют на правах примесей, прочие примеси не должны превышать в сумме 0,15%. Таким образом, этот материал относится к группе сплавов системы алюминий-железо-кремний.ASTM aluminum alloy 8111 contains the following components: iron 0.4-1.0; silicon 0.3-1.1; aluminum - the rest; copper, manganese, magnesium, zinc, titanium are present as impurities; other impurities should not exceed a total of 0.15%. Thus, this material belongs to the group of alloys of the aluminum-iron-silicon system.
Недостатки известного способа заключаются в следующем.The disadvantages of this method are as follows.
Отливка сплава в виде полосовой заготовки путем подачи расплава при 685-730°С в валки-кристаллизаторы приводит к чрезмерному росту интерметаллидов, что не позволяет получить высокие механические свойства фольговой заготовки. Температура поверхности валков-кристаллизаторов 45-60°С является слишком высокой, она не позволяет обеспечить эффективный теплоотвод от охлаждаемого металла. Пластическая деформация металла в процессе кристаллизации со степенью 25-45% является недостаточной для измельчения интерметаллидов, что не позволяет получить высокие механические характеристики фольговой заготовки.The casting of the alloy in the form of a strip billet by feeding the melt at 685-730 ° C in the rolls-crystallizers leads to excessive growth of intermetallic compounds, which does not allow to obtain high mechanical properties of the foil billet. The surface temperature of the molds 45-60 ° C is too high, it does not allow for efficient heat removal from the cooled metal. Plastic deformation of the metal during crystallization with a degree of 25-45% is insufficient for grinding intermetallic compounds, which does not allow to obtain high mechanical characteristics of the foil blank.
Техническая задача предлагаемого изобретения заключается в повышении механических характеристик фольговой заготовки.The technical task of the invention is to improve the mechanical characteristics of the foil blank.
Задача решается тем, что предлагаемый способ включает приготовление расплава, отливку полосовой заготовки в валках-кристаллизаторах с сопровождающейся в них пластической деформацией с контролируемой величиной обжатия. Отличие его от прототипа заключается в том, что отливку полосовой заготовки в валках-кристаллизаторах осуществляют путем подачи на них расплава при температуре 670-680°С, при температуре валков-кристаллизаторов 20-30°С и с величиной обжатия при пластической деформации 50-55%.The problem is solved in that the proposed method includes melt preparation, casting of a strip billet in rolls-molds with plastic deformation accompanied by them with a controlled compression value. Its difference from the prototype lies in the fact that the casting of a strip billet in rolls-molds is carried out by feeding melt at a temperature of 670-680 ° C, at a temperature of rolls-molds of 20-30 ° C and with a compression ratio of 50-55 %
Нижняя граница температурного интервала 670°С обусловлена тем, что она выше на 10°С температуры плавления алюминия, что при существующей точности измерения температуры в производственных условиях позволяет не допустить образования в большом количестве твердой фазы алюминия в расплаве. Верхняя граница в 680°С позволяет поддерживать состояние расплава вблизи нижней границы с указанной точностью 10°С. Снижение температуры литья достигается за счет дополнительной теплоизоляции переливочных устройств и установки литниковой системы закрытого типа. Расплав подается в зазор валков-кристаллизаторов в состоянии жидкотвердой фазы за счет приложения металлостатического давления. В целом относительно прототипа температурный диапазон сдвинут в сторону минимально возможных температур для исключения опасности неконтролируемого роста интерметаллических частиц.The lower limit of the temperature range of 670 ° C is due to the fact that it is 10 ° C higher than the melting temperature of aluminum, which, given the current accuracy of temperature measurement under production conditions, prevents the formation of a large amount of solid phase aluminum in the melt. The upper limit of 680 ° C allows you to maintain the state of the melt near the lower boundary with a specified accuracy of 10 ° C. The reduction in casting temperature is achieved due to the additional thermal insulation of overflow devices and the installation of a closed gate system. The melt is fed into the gap of the mold rolls in the state of the liquid-solid phase due to the application of metallostatic pressure. In General, relative to the prototype, the temperature range is shifted towards the lowest possible temperatures to eliminate the danger of uncontrolled growth of intermetallic particles.
Нижняя граница температурного диапазона валков кристаллизаторов 20°С назначена с учетом того, что эта температура считается комнатной, т.е. ее изменение в большую или меньшую сторону требует специальных энергозатрат, например, на охлаждение, даже в отсутствие на поверхности валков металла. Верхняя граница температурного диапазона валков кристаллизаторов 30°С назначена с учетом того, что эта температура реально может быть достигнута с применением средств охлаждения поверхности валков-кристаллизаторов. В целом относительно прототипа температурный диапазон сдвинут в сторону минимально возможных температур для создания граничных условий, способствующих максимально быстрому отводу тепла от охлаждаемого металла.The lower limit of the temperature range of the mold rolls of 20 ° C is assigned taking into account that this temperature is considered room temperature, i.e. its change up or down requires special energy costs, for example, cooling, even in the absence of metal rolls on the surface. The upper limit of the temperature range of the mold rolls of 30 ° C is assigned taking into account the fact that this temperature can actually be achieved using means of cooling the surface of the mold rolls. In general, relative to the prototype, the temperature range is shifted towards the lowest possible temperatures to create boundary conditions that contribute to the most rapid heat removal from the cooled metal.
Увеличение величины обжатия при пластической деформации в валках-кристаллизаторах до 50-55% по сравнению с прототипом позволяет создать условия для измельчения интерметаллических частиц на стадии литья - горячей прокатки. Решение этой задачи в способе-прототипе было перенесено в область холодной прокатки. Повышенных обжатий удается достигнуть за счет изменения параметров распределительной литниковой насадки с одновременным изменением величины активной зоны.The increase in the amount of compression during plastic deformation in rolls-molds up to 50-55% compared with the prototype allows you to create conditions for grinding intermetallic particles at the stage of casting - hot rolling. The solution to this problem in the prototype method was transferred to the field of cold rolling. Increased reductions can be achieved by changing the parameters of the distribution gate nozzle with a simultaneous change in the size of the active zone.
Пример 1. Как указано в описании к патенту-прототипу, для получения фольговой заготовки из сплава 8111 готовили расплав алюминия в плавильной печи. В качестве исходного сырья использовали жидкий алюминий марки А5, чушки алюминия марки А5 и отходы гладкой фольги из сплава 8111. После расплавления шихты расплав расшихтовывали до заданного химического состава и подавали в валки-кристаллизаторы при температуре 692°С. Температуру поверхности валков-кристаллизаторов поддерживали на уровне 52°С. В процессе кристаллизации сплава осуществлялась пластическая деформация металла со степенью 33% до достижения толщины полосовой заготовки 8,0 мм. Полученную полосовую заготовку подстуживали до 155°С, сворачивали в рулон при этой температуре, после чего охлаждали до комнатной температуры. После последующей термомеханической обработки получили ленту толщиной 0,57 мм с значением временного сопротивления 102...105 МПа.Example 1. As described in the description of the patent prototype, to obtain a foil blank of alloy 8111, aluminum melt was prepared in a smelting furnace. Liquid A5 grade aluminum, A5 grade aluminum ingots and smooth foil waste from alloy 8111 were used as feedstock. After the charge was melted, the melt was melt to a predetermined chemical composition and fed to crystallizer rolls at a temperature of 692 ° С. The surface temperature of the mold rolls was maintained at 52 ° C. In the process of crystallization of the alloy, plastic deformation of the metal was carried out with a degree of 33% until a strip billet thickness of 8.0 mm was reached. The resulting strip preform was quenched to 155 ° C, rolled up at this temperature, and then cooled to room temperature. After the subsequent thermomechanical treatment, a tape with a thickness of 0.57 mm was obtained with a value of temporary resistance of 102 ... 105 MPa.
Пример 2. Приготавливали расплав сплава системы алюминий-железо-кремний следующего химического состава: 1% Fe; 0,15 Si; алюминий и примеси - остальное, что соответствовало требованиям стандарта ASTM к сплаву марки 8079 (0,7-1,3% Fe, 0,05-0,3% Si, Al и примеси - остальное). Производили отливку полосовой заготовки в валках-кристаллизаторах, сопровождающуюся в них пластической деформацией с контролируемой величиной обжатия. Отливку полосовой заготовки в валках-кристаллизаторах осуществляли путем подачи на них расплава при температуре 675°С, при температуре валков-кристаллизаторов 250°С и с величиной обжатия при пластической деформации 52%. Из каждой плавки совмещенным методом литья и прокатки на агрегатах с валковыми кристаллизаторами была отлиты рулонные заготовки массой 6...8 т. Все рулоны проходили входной контроль на наличие трещин и поверхностных дефектов. После отливки рулоны прокатывались на стане холодной прокатки Кварто 330 от толщины 7,6 мм до толщины 0,5 мм за 10 проходов по стандартной технологической схеме. Далее после рекристаллизационного отжига (6 часов при температуре 530°С) производилась прокатка до конечной толщины. До требуемого значения толщины фольга прокатывалась на отделочном стане. После резки фольговой заготовки в заданные размеры рулоны подвергались окончательному отжигу при температуре 375°С.Example 2. Prepared a molten alloy of an aluminum-iron-silicon system of the following chemical composition: 1% Fe; 0.15 Si; aluminum and impurities - the rest, which met the requirements of the ASTM standard for alloy grade 8079 (0.7-1.3% Fe, 0.05-0.3% Si, Al and impurities - the rest). A strip billet was cast in rolls-crystallizers, accompanied by plastic deformation in them with a controlled amount of compression. The casting of a strip billet in the mold rolls was carried out by feeding melt at a temperature of 675 ° C, at a temperature of mold rolls of 250 ° C and with a compression ratio of 52% under plastic deformation. From each melting by the combined method of casting and rolling on aggregates with roll crystallizers, roll billets weighing 6 ... 8 tons were cast. All rolls passed the incoming inspection for cracks and surface defects. After casting, the rolls were rolled on a Quarto 330 cold rolling mill from a thickness of 7.6 mm to a thickness of 0.5 mm in 10 passes according to the standard technological scheme. Then, after recrystallization annealing (6 hours at a temperature of 530 ° C), rolling to a final thickness was performed. Up to the required thickness, the foil was rolled on a finishing mill. After cutting the foil billet into the given sizes, the rolls were subjected to final annealing at a temperature of 375 ° C.
Полученная лента при толщине 0,23 мм, ширине 980 мм в отожженном (мягком) состоянии обладала временным сопротивлением 125 МПа. При испытании образцов в различных направлениях наблюдается минимальная анизотропия механических свойств. Из полученной фольги штамповкой и глубокой вытяжкой изготавливали образцы для определения образования фестонов. Образцы, полученные в условиях заявляемого способа, имеют минимальные фестонообразования.The resulting tape with a thickness of 0.23 mm, a width of 980 mm in the annealed (soft) state had a temporary resistance of 125 MPa. When testing samples in different directions, minimal anisotropy of mechanical properties is observed. Samples were made from the obtained foil by stamping and deep drawing to determine the formation of festoons. Samples obtained in the conditions of the proposed method have minimal festoon formation.
Технический результат от применения изобретения заключается в повышении механических характеристик получаемого продукта, например в увеличении временного сопротивления на (125-105)/105·100=19%.The technical result from the application of the invention is to increase the mechanical characteristics of the obtained product, for example, to increase the temporary resistance by (125-105) / 105 · 100 = 19%.
Список литературыBibliography
1. Заявка РФ №94012513/02. Способ изготовления фольговых полуфабрикатов из алюминия. АО "Фольгопрокатный завод". А.И.Зенцов, В.С.Кузнецов, Ю.Ф.Кукушкин и др. МПК C22F 1/04, опубл. 27.02.96.1. Application of the Russian Federation No. 94012513/02. A method of manufacturing foil semi-finished products from aluminum. JSC "Foil rolling plant". A.I. Zentsov, V.S. Kuznetsov, Yu.F. Kukushkin and other IPC C22F 1/04, publ. 02/27/96.
2. Патент США №5503689. Aluminum alloy sheet composition and products. REYNOLDS METALS CO. Inv. WARD BENNIE R; BOYD STANLEY M; MARTIN JAMES P. IPC B21B 3/00; C22C 21/00; C22C 21/02. Pub 19.10.95.2. US Patent No. 5,503,689. Aluminum alloy sheet composition and products. REYNOLDS METALS CO. Inv. WARD BENNIE R; BOYD STANLEY M; MARTIN JAMES P. IPC B21B 3/00; C22C 21/00; C22C 21/02. Pub 10/19/95.
3. Патент США №4126487. Producing improved metal alloy products (Al-Fe alloy and Al-Fe-Si alloy). ALCAN RES&DEV. MORRIS LARRY R; THOMSON JOHN D. IPC C22C 1/02; C30B 21/02; C22C 1/02; C30B 21/00. Publ. 21.11.78.3. US Patent No. 4126487. Producing improved metal alloy products (Al-Fe alloy and Al-Fe-Si alloy). ALCAN RES & DEV. MORRIS LARRY R; THOMSON JOHN D. IPC C22C 1/02; C30B 21/02; C22C 1/02; C30B 21/00. Publ. 11/21/78.
4. Патент США №5725695. Method of making aluminum alloy foil and product therefrom. REYNOLDS METALS CO. WARD BENNIE; HUGHES RICHARD; MARTIN JAMES. IPC C22C 21/00; C22C 21/02; C22F 1/04; C22F 1/043; C22C 21/00; C22C 21/02; C22F 1/04; C22F 1/043. Publ. 10.03.98.4. US Patent No. 5725695. Method of making aluminum alloy foil and product therefrom. REYNOLDS METALS CO. WARD BENNIE; HUGHES RICHARD; MARTIN JAMES. IPC C22C 21/00; C22C 21/02; C22F 1/04; C22F 1/043; C22C 21/00; C22C 21/02; C22F 1/04; C22F 1/043. Publ. 03/10/98.
5. Патент США №6402861. Process for producing base foils of aluminum alloys. ALCAN INTERNATIONAL LIMITED / Masahiko Katano etc. IPC C22CF 1/04. Publ. 11.06.02.5. US patent No. 6402861. Process for producing base foils of aluminum alloys. ALCAN INTERNATIONAL LIMITED / Masahiko Katano etc. IPC C22CF 1/04. Publ. 06/11/02.
6. Патент РФ №2181388. Способ изготовления фольги из алюминиевых сплавов для последующей штамповки. ООО Торговый Дом "Русская фольга". Зенцов А.И.; Брунилин А.И.; Зальцман А.А.; Суровцев А.В.; Свобода Т.Н.; Кузнецов Ю.Г. МПК 7 C22F 1/04. Опубл. 2002.04.20.6. RF patent No. 2181388. A method of manufacturing a foil of aluminum alloys for subsequent stamping. Trading House "Russian Foil" LLC. Zentsov A.I .; Brunilin A.I .; Salzman A.A .; Surovtsev A.V .; Freedom T.N .; Kuznetsov Yu.G. IPC 7 C22F 1/04. Publ. 2002.04.20.
7. Патент РФ №2171312. Способ изготовления листов и лент из алюминиевых сплавов. ОАО "Объединенная компания "Сибирский алюминий". Брунилин А.И.; Зенцов А.И.; Зальцман А.А.; Гергерт А.П.; Свобода Т.Н.; Злобин В.А.; Павлухин С. В. МПК 7 C22F 1/04. Опубл. 27.07.01.7. RF patent No. 2171312. A method of manufacturing sheets and strips of aluminum alloys. OJSC "United Company Siberian Aluminum". Brunilin A.I .; Zentsov A.I .; Zaltsman A.A .; Gergert A.P .; Freedom T.N.; Zlobin V.A .; Pavlukhin S.V. IPC 7 C22F 1/04, published on July 27, 01.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107857/02A RU2305022C1 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006107857/02A RU2305022C1 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2305022C1 true RU2305022C1 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006107857/02A RU2305022C1 (en) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2305022C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579861C1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for production of deformed semi-finished products of aluminium-based alloy |
| US10913107B2 (en) | 2016-10-27 | 2021-02-09 | Novelis Inc. | Metal casting and rolling line |
| US11692255B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-07-04 | Novelis Inc. | High strength 7XXX series aluminum alloys and methods of making the same |
| US11821065B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-11-21 | Novelis Inc. | High strength 6XXX series aluminum alloys and methods of making the same |
-
2006
- 2006-03-13 RU RU2006107857/02A patent/RU2305022C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2579861C1 (en) * | 2014-12-09 | 2016-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for production of deformed semi-finished products of aluminium-based alloy |
| US10913107B2 (en) | 2016-10-27 | 2021-02-09 | Novelis Inc. | Metal casting and rolling line |
| US11590565B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-02-28 | Novelis Inc. | Metal casting and rolling line |
| US11692255B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-07-04 | Novelis Inc. | High strength 7XXX series aluminum alloys and methods of making the same |
| US11806779B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-11-07 | Novelis Inc. | Systems and methods for making thick gauge aluminum alloy articles |
| US11821065B2 (en) | 2016-10-27 | 2023-11-21 | Novelis Inc. | High strength 6XXX series aluminum alloys and methods of making the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10000836B2 (en) | Low-cost fine-grain weak-texture magnesium alloy sheet and method of manufacturing the same | |
| JP4542016B2 (en) | Manufacturing method of forming aluminum alloy sheet | |
| JP6176393B2 (en) | High-strength aluminum alloy plate with excellent bending workability and shape freezing property | |
| WO2010041791A1 (en) | Magnesium alloy panel having high formability and method of manufacturing the same | |
| JP7318274B2 (en) | Al-Mg-Si-based aluminum alloy cold-rolled sheet and its manufacturing method, and Al-Mg-Si-based aluminum alloy cold-rolled sheet for forming and its manufacturing method | |
| JP2009144190A (en) | High-strength and high-ductility aluminum alloy sheet and manufacturing method therefor | |
| JP5945370B2 (en) | Method for producing aluminum-zinc-magnesium-copper alloy sheet with refined crystal grains | |
| CA2551599A1 (en) | Manufacturing method for al-mg-si aluminum alloy sheets with excellent bake hardenability | |
| RU2305022C1 (en) | Method for producing foil blank of aluminum-iron-silicon alloy | |
| US5256202A (en) | Ti-A1 intermetallic compound sheet and method of producing same | |
| JP4955969B2 (en) | Manufacturing method of forming aluminum alloy sheet | |
| PL203780B1 (en) | Aluminium alloy with increased resistance and low quench sensitivity | |
| WO2008044936A1 (en) | Magnesium alloy sheet process | |
| JP7125416B2 (en) | Magnesium alloy plate and manufacturing method thereof | |
| CN103103407B (en) | High-thermal-stability wrought aluminium alloy and preparation method thereof | |
| KR101252784B1 (en) | Magnesium alloy sheet having high strength and high formability and method for manufacturing the same | |
| RU2111826C1 (en) | Process of casting of aluminium alloys, aluminum alloy and process of manufacture of intermediate articles from it | |
| KR101170453B1 (en) | The method for preparing of Al-Mg-Mn alloy strip using twin roll cast and Al-Mg-Mn alloy strip | |
| Szczypiorski et al. | The mechanical and metallurgical characteristics of twin-belt cast aluminum strip using current Hazelett technology | |
| Park et al. | Microstructure and mechanical properties of twin-roll strip cast Mg alloys | |
| KR20160091863A (en) | Method for manufacturing of Al-Zn-Cu-Mg alloy sheet and Al-Zn-Cu-Mg alloy sheet thereby | |
| KR20160012231A (en) | Method for manufacturing of Al-Zn-Mg-Cu alloy sheet with refined crystal grains | |
| JP2021095619A (en) | Aluminum alloy sheet for cap material and method for producing the same | |
| RU2181388C1 (en) | Method for making foil of aluminum alloy for subsequent forming | |
| JP6294962B2 (en) | Aluminum alloy plate excellent in press formability and shape freezing property and method for producing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080314 |