深沖鋁帶材加工工藝的研究與開發(fā)

王明海 李洪飛 王建華

(肥礦集團(tuán) 平陰鋁業(yè)有限公司，山東 平陰250400)

1 項目概況

肥礦集團(tuán)平陰鋁業(yè)公司可生產(chǎn)鋁合金10 多個品種、1000 余個規(guī)格的產(chǎn)品。主要產(chǎn)品有鋁合金鑄軋板、板帶箔材、花紋鋁板、鋁單線、裸鋁絞線及鋼芯鋁絞線等。鑄軋板由生產(chǎn)1070、1060、1145、3003 等牌號，逐步開發(fā)生產(chǎn)8011、8011A、8921、3014、3105、6815 等合金牌號鑄軋板。板帶箔材生產(chǎn)由單規(guī)格、單品種向多規(guī)格、多品種發(fā)展。

鋁蓬布扣適用于運(yùn)輸業(yè)遮蓋蓬布的鎖眼，主要通過沖壓方式生產(chǎn)而成，除要求具備一定的強(qiáng)度外，還應(yīng)具備一定的耐腐蝕性和較好的深沖性能。篷布扣用深沖鋁帶材是一種高附加值產(chǎn)品，附加值高于一般的鋁板帶材，利潤空間很大，市場前景好，經(jīng)濟(jì)效益高。國內(nèi)使用鑄軋板坯生產(chǎn)篷布扣用深沖鋁帶材的廠家很少，這對于開發(fā)市場，利用鑄軋板坯成本低的特點，如何改善鑄軋鋁卷內(nèi)部、外部質(zhì)量，研究冷軋生產(chǎn)新工藝，實現(xiàn)用鑄軋工藝生產(chǎn)篷布扣用深沖鋁帶材是擺在我國鋁加工業(yè)技術(shù)工作者們面前的重要課題。

2 鑄軋工藝改進(jìn)

深沖，相對于普通沖壓,為了成型有拉伸,深的拉延比,要求材料具有更好的塑性變形能力，鑒于深沖對產(chǎn)品性能的要求，公司對現(xiàn)有生產(chǎn)的鑄軋板坯進(jìn)行逐一的排查挑選，尋找合適的鑄軋板坯。

2.1 鑄軋輥輥型曲線調(diào)整

為減少鑄軋時由于軋輥彈性變形和彈性壓扁的影響，同時考慮到三種8011 合金成分的硬度和強(qiáng)度有一定的差距，我們確定了不同的軋輥凸度。合金的成分越高，合金強(qiáng)度越大，要求的軋制力越大，軋輥的凸度越大，每切磨軋輥一次，凸度要增加0.02 毫米。

2.2 輥縫調(diào)整

輥縫對鑄軋帶材的板形和厚度有較大的影響，由于8921 合金的硬度和強(qiáng)度較純鋁大，鑄軋時彈性恢復(fù)較大，同時考慮到設(shè)備能力，為保證帶材厚度和板形，根據(jù)純鋁輥縫經(jīng)驗，8011 合金帶材鑄軋輥縫定為5.6-6.0mm。

2.3 鑄軋區(qū)長度調(diào)整

合理的鑄軋區(qū)長度能保證穩(wěn)定、高效、連續(xù)的鑄軋生產(chǎn)的建立。因此，精心選擇鑄軋區(qū)長度，它不僅穩(wěn)定其它工藝參數(shù)，而且對鑄軋帶材質(zhì)量起著關(guān)鍵性的作用。鑄軋區(qū)長度偏小時，勢必減慢鑄軋速度，并使帶材加工率減少，各工藝參數(shù)調(diào)整范圍也小。增大鑄軋區(qū)長度，即可提高鑄軋速度又增大加工率，使帶材組織致密些，性能也有所提高，工藝參數(shù)控制范圍也可大一些。

2.4 鑄軋速度調(diào)整

鑄軋速度高低直接影響鑄軋過程的穩(wěn)定建立和生產(chǎn)效率的高低，同時也受鑄軋區(qū)的長度和冷卻強(qiáng)度的影響，考慮結(jié)晶區(qū)間、前箱溫度,鑄軋速度選擇在0.75-0.8m/min。

3 冷軋工藝改進(jìn)

要求制耳率在2%以下（把具有波浪凸起的部分稱為“制耳”，把由于結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的制耳現(xiàn)象稱為“制耳效應(yīng)”）。

3.1 切邊工藝調(diào)整

8011 合金的特點是，裂邊傾向比較大，大部分生產(chǎn)廠家采用的是二次切邊的生產(chǎn)方式。這種生產(chǎn)方式工藝復(fù)雜，切邊量多，成品率低。經(jīng)過反復(fù)的試驗，冷軋切邊在1.5 毫米以下，繼續(xù)軋制時不會再產(chǎn)生新的裂邊。如果在1.5 毫米以上切邊，在后面的軋制過程中，又會產(chǎn)生新的裂邊，產(chǎn)生的裂邊會導(dǎo)致再后面的軋制過程中出現(xiàn)斷帶，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時為了克服裂邊缺陷，必須進(jìn)行二次切邊，既影響成品率又降低了生產(chǎn)效率。因此我們選擇了在1.3 毫米以下厚度切邊。7.2 毫米的鑄軋卷經(jīng)過冷軋到1.3 毫米切邊，繼續(xù)冷軋到0.25 毫米。

3.2 退火工藝調(diào)整

在退火過程中主要考慮兩個方面的問題：第一，根據(jù)用戶的要求板面不允許有油，必須干凈的特點，要增加去油工藝，延長退火的時間。第二，根據(jù)用戶加工要求，確定延伸率大于24%，抗拉強(qiáng)度在100-120MPa 之間，必須選擇合適的退火溫度。

具體工藝如下：

退火工藝：200℃/4h-480℃/6h-420℃/10h-斷電2h 出爐

采用以上的退火工藝，產(chǎn)品的內(nèi)部與外部的溫度才能夠均勻一致，爐膛溫度與產(chǎn)品的內(nèi)部溫度完全一致，保證產(chǎn)品的性能均勻。

通過以上工藝的改進(jìn)，對生產(chǎn)出的產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計，符合客戶性能的要求，如下表所示：

冷軋板性能和外觀質(zhì)量統(tǒng)計表

4 結(jié)論

（1）針對篷布扣產(chǎn)品深沖性能要求較高的特點，采取8011 合金鑄軋板卷坯料進(jìn)行生產(chǎn)屬于國內(nèi)同行業(yè)的先進(jìn)水平，通過改進(jìn)鑄軋工藝、冷軋工藝、退火工藝保證產(chǎn)品性能的要求，達(dá)到客戶要求。

（2）2013 年平鋁公司依靠篷布扣用鋁板帶，拓展了市場，開發(fā)了新的客戶，篷布扣用鋁板帶銷售價格是在鋁錠價格的基礎(chǔ)上加價2700 元/噸，比普通的鋁板帶高800 元/噸，創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益270 萬元，比普通的鋁板帶多創(chuàng)造80 萬元的經(jīng)濟(jì)效益。

［1］輕合金加工技術(shù).2011 年第五期，2011 年第十期.