铸轧1235/8079铝箔坯料粗晶粒层的成因及冷轧工艺研究

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双零铝箔具有质轻、无毒无味、防潮等特点,广泛应用于包装领域,如牛奶盒、烟盒的包装等。铸轧法是生产双零铝箔坯料最常用的方法,具有工艺流程短、生产效率高、设备投资少、节能降耗等特点。在铸轧生产过程中,正常铸轧板的轧制面平均晶粒尺寸为110μm,但有时会出现异常粗大晶粒铸轧板,其轧制面平均晶粒尺寸为180μm。铸轧板上面层出现粗大晶粒层,严重影响0.24mm厚成品铝箔坯料的组织和性能,后期直接影响双零铝箔的针孔率。本文研究了异常粗大晶粒铸轧板粗大晶粒层产生的原因以及改进措施。针对不可避免产生的粗大晶粒铸轧板,通过对冷轧工艺的研究,得出适合粗大晶粒铸轧板的冷轧工艺,使粗大晶粒铸轧板也能生产出合格的0.24mm厚铝箔坯料。本文采用光谱仪(ICP)、金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、万能拉伸试验机、杯突试验机,测得铸轧板各厚度梯度Ti含量、观察晶粒和第二相尺寸及状态、扫描铸轧板形貌及元素分析、测定铸轧板及冷轧板的力学性能以及0.24mm厚铝箔坯料的塑性成形性能。利用上述分析手段对双零铝箔坯料粗晶粒层的成因,以及异常粗大晶粒铸轧板的冷轧工艺进行研究。结果如下:异常粗大晶粒铸轧板中细化剂的含量偏低,异常粗大晶粒铸轧板的下面层检测出很多未溶解的细化剂团聚物。异常粗大晶粒铸轧板上面层出现粗大晶粒层的原因是细化剂的组织不稳定,细化剂在异常粗大晶粒铸轧板中分布不均匀,未能充分溶解形成有效的形核质点。细化剂添加方式由单丝单入式改为双丝双入式,添加速度变慢,细化剂溶解更加充分;添加位置后移,使细化剂有足够的孕育时间,铸轧时接近细化剂的最佳作用时间。细化剂质量、添加方式、添加位置改进后,粗晶粒铸轧板减少。7.0 mm厚铸轧板经过一道次冷轧成4.1mm厚冷轧板,然后进行均匀化退火。在均匀化退火之后(550℃、20h)。粗、细晶粒冷轧板最终平均晶粒度也趋于接近。由于冷轧过程中组织的遗传性,0.24mm厚铝箔坯料的晶粒度也接近(纵向晶粒宽度均在8μm左右)。4.1mm冷轧板均匀化退火后,铸轧板中心层会出现棒状β-(AlFeSi)组织。均匀化退火后首道次下压量增大后,异常粗大晶粒铸轧板生产的成品铝箔坯料中,第二相尺寸及分布与正常细晶粒铸轧板经正常冷轧工艺生产的成品铝箔坯料中第二相尺寸及分布接近,均为2μm左右的圆盘状质点,棒状β-(AlFeSi)第二相组织消失。异常粗大晶粒铸轧板经正常冷轧工艺生产的成品坯料中,棒状β-(AlFeSi)第二相组织依然存在,但尺寸(6μm)变小,占比约为20%。异常粗大晶粒铸轧板冷轧工艺改进后,成品铝箔坯料的力学性能以及塑性成形性能与细晶粒板经正常冷轧工艺生产的成品铝箔坯料性能相接近,抗拉强度、延伸率及杯突值均相差2%左右。异常粗大晶粒铸轧板改进冷轧工艺后,生产的成品铝箔坯料比异常粗大晶粒铸轧板经正常冷轧工艺后生产的成品铝箔坯料性能好,抗拉强度基本不变、延伸率提高16.1%(横向)、14.7%(纵向)、14.5%(45~o方向),塑性成形性能提高10.9%。
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