CN101885001A - 铝/铝复合板连续铸轧方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝/铝复合板连续铸轧方法，包括铝合金铸轧及温度控制，复合板加热，复合板热处理工艺步骤，其主要步骤是先选择所需要的铝合金成分，铸轧成所需要的板厚，轧制板温度为200～400℃。将设计好的要与铸轧板复合的铝合金板加热，表层加热温度控制在560～720℃，表层深度控制在板厚的10～30％；再将加热的铝合金板与铸轧板叠合，进入事先预热的二次轧辊进行复合轧制，二次轧辊预热温度为100～400℃；再将复合轧制的复合金属板送入热处理炉中进行扩散退火、出炉，然后空冷至室温。其主要优点是不需要对铝板表面进行复杂的化学处理，利用铸轧方法，在较小的变形条件和变形压力下实现铝/铝复合板的界面冶金结合，显著降低热轧成本，提高界面结合强度。

Description

铝/铝复合板连续铸轧方法
技术领域
本发明涉及一种金属材料成形加工技术，具体涉及一种铝/铝复合板连续铸轧方法。
背景技术
金属材料的复合化和功能化是二十一世纪金属材料发展的主要趋势。目前，采用复合法生产的双金属材料已经在航空、石油、化工、造船、汽车，电子等工业领域中得到广泛应用。其产品包括：钢/铝、不锈钢/铝、镍/不锈钢、铜/钢、铜/铝、铝/钛等复合板。
铝/铝复合板主要采用固-固复合技术，一般是将两种不同合金成分的铸锭表面车铣去一定的厚度，再按照大铸锭蚀洗工艺进行表面清洗，然后将两个铸锭叠加在一起，中间采用氩弧焊进行焊接。将焊接好的复合铸锭进行加热、保温、热轧、卷板，然后再冷轧。这种方法在车铣铸锭表面时较为费工，蚀洗工艺容易造成环境污染，而焊接环节也比较费时，所以这种生产方法看似比较简单，但在实际操作中其生产效率较低，能耗较大，而且为间歇的生产方式。如东北轻合金有限公司以1050工业纯铝基体金属，包覆层金属为1085高纯铝。用半连续铸造法生产1050工业纯铝方锭，截面为240mm×1070mm，每面铣面厚度为10mm；用半连续铸造法生产1085高纯铝方锭，截面为300mm×1070mm。包覆板热轧后的厚度为(35±1.0)mm。蚀洗工艺按现行纯铝大铸块蚀洗工艺进行蚀洗。参照现行1050工业纯铝热轧工艺进行复合加热和复合热轧，复合热轧至8.0mm厚热上卷。南通华特铝热传输有限公司的发明专利申请“汽车散热器扁管用铝合金复合材料及其制造方法”，采用氩弧焊的方法将AA4343铝合金铸锭和Mod3003合金铸锭焊接在一起，加热到520～540℃，保持10h后热轧，获得热轧板坯，然后将热轧板坯进行冷轧加工。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的不足，提供一种铝/铝复合板连续铸轧方法，该方法不仅简化了铝合金表面的处理，减少轧制变形量，而且能充分利用铸轧技术的优点，实现铝/铝界面冶金结合，提高铝/铝复合板的冲压成形性能的新技术，同时实现简化工艺，节约能源，降低生产成本，扩大其应用范围和易于推广的目的。
本发明的技术方案是：一种铝/铝复合板连续铸轧方法，包括铝合金铸轧及温度控制，复合板加热，复合板热处理工艺步骤，其特征在于：a、复合轧制过程在铸轧生产线上实施；选择所需要的铝合金成分，铸轧成所需要的板厚；采用热辊铸轧，控制轧制板温度为200～400℃；
b、将设计好的要与铸轧板复合的铝合金板加热，表层加热温度控制在560～720℃，表层深度控制在板厚的10～30％；
c、将加热的铝合金板与铸轧板叠合，进入事先预热的二次轧辊进行复合轧制，二次轧辊预热温度为100～400℃；
d、将复合轧制的复合金属板送入热处理炉中进行扩散退火，其热处理制度为：退火温度为350～550℃，退火时间按料卷尺寸确定，但不小于0.5小时，随炉冷却到150℃出炉，然后空冷至室温。
其中，所需要的铝合金成分是指能够在普通铸轧生产线上可以铸轧的铝合金成分；铸轧成所需要的板厚是指能够在普通铸轧生产线上可以铸轧的板厚，一般为6～10mm；设计好的要与铸轧板复合的铝合金板是指在加热到560～720℃后能够轧制变形的铝合金。设计好的要与铸轧板复合的铝合金板厚度在0.5～4mm；铸轧板和复合板组合成叠板时端部相互错开一定距离，错开尺寸为10mm±2mm；轧制时复合铝板的总压下率为10％～35％。
本发明与现有轧制复合技术相比，其优点是：利用铝板铸轧技术的优点，不需要将叠加复合板整体加热，采用表面微熔加热复合板，不需要复杂的表面处理，即可对铝/铝复合板进行轧制。其显著的效果是：铝的总压下率显著降低，在10～35％的压下率时即可实现铝/铝界面的冶金机械结合，而中间合金变形量只有3～8％，保证了复合铝板的冲压成型性。本发明利用表面加热处理，不需要复杂的表面化学、机械处理，简化了工艺，便于实现连续生产，同时利用铸轧板的余热，有效的降低了能源消耗，降低了生产成本。因此，本发明极易推广和应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
例1：实施4xxx/3xxx/4xxx三层复合。经铸轧轧制厚度为6mm的3xxx铝板，铸轧后温度300℃。将0.5mm厚的4xxx合金加热到表面温度720℃，叠加到3xxx铝合金上下表面，送入事先预热100℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为350℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度7mm，轧制后厚度为5.6mm，总压下率20％，其结合界面为冶金机械结合。
例2：实施3xxx/4xxx二层复合。经铸轧轧制厚度为7mm的3xxx铝板，铸轧后温度400℃。将1mm厚的4xxx合金加热到表面温度660℃，叠加到3xxx铝合金上(或下)表面，送入事先预热150℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为400℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度8mm，轧制后厚度为5.5mm，总压下率31％，其界面结合牢固。
例3：实施4xxx/3xxx/4xxx三层复合。经铸轧轧制厚度为10mm的3xxx铝板，铸轧后温度400℃。将2mm厚的4xxx合金加热到表面温度560℃，叠加到3xxx铝合金上下表面，送入事先预热400℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为550℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度14mm，轧制后厚度为9mm，总压下率35.7％，其界面结合牢固。
例4：实施3xxx/4xxx二层复合。经铸轧轧制厚度为6mm的3xxx铝板，铸轧后温度200℃。将4mm厚的4xxx合金加热到表面温度660℃，叠加到3xxx铝合金上(或下)表面，送入事先预热100℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为450℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度10mm，轧制后厚度为7mm，总压下率30％，其界面结合牢固。
例5：实施4xxx/3xxx/4xxx三层复合。经铸轧轧制厚度为7mm的3xxx铝板，铸轧后温度300℃。将1mm厚的4xxx合金加热到表面温度660℃，叠加到3xxx铝合金上下表面，送入事先预热300℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为500℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度9mm，轧制后厚度为7mm，总压下率22％，其界面结合牢固。
例6：实施1085/1050/1085三层复合。经铸轧轧制厚度为7mm的1050铝板，铸轧后温度300℃。将1mm厚的1085合金加热到表面温度620℃，叠加到1050铝合金上下表面，送入事先预热300℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为500℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度9mm，轧制后厚度为7mm，总压下率22％，其界面结合牢固。
例7：实施1085/1050单面复合。经铸轧轧制厚度为7mm的1050铝板，铸轧后温度300℃。将1mm厚的1085合金加热到表面温度620℃，叠加到1050铝合金上表面，送入事先预热300℃的轧辊进行复合轧制。随后将复合轧制后的复合板送入热处理炉中进行扩散退火，退火温度为500℃，保温1小时，随炉冷至150℃后出炉空冷。上述复合板轧制前总厚度8mm，轧制后厚度为6.32mm，总压下率21％，其界面结合牢固。

Claims (4)

1.一种铝/铝复合板连续铸轧方法，包括铝合金铸轧及温度控制，复合板加热，复合板热处理工艺步骤，其特征在于：a、复合轧制过程在铸轧生产线上实施；选择所需要的铝合金成分，铸轧成所需要的板厚，采用热辊铸轧，控制轧制板温度为200～400℃；
b、将设计好的要与铸轧板复合的铝合金板加热，表层加热温度控制在560～720℃，表层深度控制在板厚的10～30％；
c、将加热的铝合金板与铸轧板叠合，进入事先预热的二次轧辊进行复合轧制，二次轧辊预热温度为100～400℃；
d、将复合轧制的复合金属板送入热处理炉中进行扩散退火，其热处理制度为：退火温度为350～550℃，退火时间按料卷尺寸确定，但不小于0.5小时，随炉冷却到150℃出炉，然后空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的铝/铝复合板连续铸轧方法，其特征在于所述的所需要的铝合金成分是指能够在普通铸轧生产线上可以铸轧的铝合金成分；所述的铸轧成所需要的板厚是指能够在普通铸轧生产线上可以铸轧的板厚，一般为6～10mm。
3.根据权利要求1所述的铝/铝复合板连续铸轧方法，其特征在于所述的设计好的要与铸轧板复合的铝合金板是指在加热到560～720℃后能够轧制变形的铝合金。
4.根据权利要求3所述的铝/铝复合板连续铸轧方法，其特征在于设计好的要与铸轧板复合的铝合金板厚度在0.5～4mm。
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