TWI733592B

TWI733592B - 鋁合金片及其製造方法

Info

Publication number: TWI733592B
Application number: TW109133149A
Authority: TW
Inventors: 丁仕旋; 陳志凱; 方炳昌; 歐書宏; 孫銘志; 涂鈺旋
Original assignee: 中國鋼鐵股份有限公司
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-07-11
Also published as: TW202212587A

Abstract

一種鋁合金片及其製造方法。在此方法中，製備鋁胚料。鋁胚料包含0.3wt%至5.0wt%的鎂(Mg)、0.1wt%至1.2wt%的矽(Si)、0.05wt%至0.30wt%的錳(Mn)、0.05wt%至0.35wt%的鐵(Fe)、以及平衡量的鋁(Al)。對鋁胚料進行熱軋延步驟，以形成熱軋鋁捲料。對熱軋鋁捲料進行冷軋延步驟，以形成冷軋鋁捲料。進行冷軋延步驟包含形成數個微孔洞於冷軋鋁捲之表面中。對冷軋鋁捲料進行退火步驟，以形成鋁合金片。

Description

鋁合金片及其製造方法

本揭露是有關於一種金屬合金之製造技術，且特別是有關於一種避免塗油自黏片之鋁合金片及其製造方法。

鋁鎂矽(Al-Mg-Si)合金與鋁鎂(Al-Mg)合金為兩大汽車主要用鋁材。除了對鋁鎂矽合金與鋁鎂合金之基本機械性質有一定要求外，更要求這兩種鋁材具備可自動化生產的要件。

完成鋁合金片的製作後，通常對鋁合金片的表面進行塗油處理，以防止鋁合金片生鏽與氧化。然而，塗油後之鋁合金片堆疊放置時，二鋁合金片之二鄰接片面之間因真空吸引而彼此黏附，造成黏片現象。

目前，下游加工廠為解決鋁合金片的黏片問題，大多以人工來將相黏之鋁合金片剝離，或者利用***吹氣方式來剝離相黏之鋁合金片。而這樣的情況導致鋁材在生產應用上無法滿足可自動化生產的要求。

因此，本揭露之一目的就是在提供一種鋁合金片及其製造方法，其在鋁捲料之冷軋延步驟中採粗輥軋延方式，以使所形成之鋁合金片的表面具有許多微孔洞，如此可有效避免二鋁合金片的二相鄰片面之間因真空吸引而相黏附。藉此，可免除剝離相黏之鋁合金片的程序，而可提升鋁合金片的應用便利性，進而可降低生產成本。

本揭露之另一目的就是在提供一種鋁合金片及其製造方法，其可有效解決鋁合金片的黏片問題，因此鋁合金片於生產應用上能滿足可自動化生產的需求。

根據本揭露之上述目的，提出一種鋁合金片之製造方法。在此方法中，製備鋁胚料。鋁胚料包含0.3wt%至5.0wt%的鎂(Mg)、0.1wt%至1.2wt%的矽(Si)、0.05wt%至0.30wt%的錳(Mn)、0.05wt%至0.35wt%的鐵(Fe)、以及平衡量的鋁(Al)。對鋁胚料進行熱軋延步驟，以形成熱軋鋁捲料。對熱軋鋁捲料進行冷軋延步驟，以形成冷軋鋁捲料。進行冷軋延步驟包含形成數個微孔洞於冷軋鋁捲之表面中。對冷軋鋁捲料進行退火步驟，以形成鋁合金片。

依據本揭露之一實施例，上述製備鋁胚料包含進行備料步驟，以將鎂、矽、錳、與鐵熔融於鋁中，而製備出處於熔融狀態之鋁合金原料；以及對鋁合金原料進行澆鑄成型步驟，以製得鋁胚料。

依據本揭露之一實施例，上述進行熱軋延步驟包含對鋁胚料進行預熱處理，其中預熱處理之溫度為約450℃至約540℃；熱軋延鋁胚料，其中熱軋延鋁胚料之溫度為約250℃至約500℃；以及進行盤捲步驟，以獲得熱軋鋁捲料。

依據本揭露之一實施例，上述進行預熱處理包含將鋁胚料置於溫度為約450℃至約540℃之預熱爐內保持至少二小時。

依據本揭露之一實施例，上述進行冷軋延步驟包含利用軋輥，此軋輥之軋面粗糙度為約2.0μm至約4.0μm。

依據本揭露之一實施例，上述進行冷軋延步驟包含控制冷軋量為約50%至約80%。

依據本揭露之一實施例，上述之微孔洞的尺寸為50μm至100μm。

依據本揭露之一實施例，上述進行退火步驟之退火溫度為約300℃至約570℃。

依據本揭露之一實施例，上述進行退火步驟包含將冷軋鋁捲料加熱至退火溫度，再使冷軋鋁捲料冷卻至室溫。

根據本揭露之上述目的，另提出一種鋁合金片，利用上述之鋁合金片之製造方法所製得，其中鋁合金片之片面粗糙度為1μm至2μm。

以下仔細討論本揭露實施例的製造與應用。然而，可以理解的是，這些實施例提供許多可應用的發明概念，其可實施於各式各樣的特定內容中。因此，所討論之特定實施例僅供說明，並非用以限定本發明之範圍。

有鑑於習知解決鋁合金片塗油後產生自黏片問題時所採之人工剝離或***吹氣剝離方式，會導致鋁合金片在生產應用上無法滿足自動化生產的需求。因此，本揭露在此提出一種鋁合金片及其製造方法，其在材料源頭上著手，於冷軋延時使鋁合金片的表面中形成許多微孔洞，藉此可有效避免鋁合金片之相鄰片面之間因真空吸引而發生黏片現象。

請參照圖1，其係繪示依照本揭露之一實施方式的一種鋁合金片之製造方法的流程圖。在本實施方式中，製造鋁合金片時，可先進行步驟100，以製備鋁胚料。此鋁胚料可例如為鋁鎂合金胚料。在一些實施例中，鋁胚料主要可包含0.3wt%至5.0wt%的鎂、0.1wt%至1.2wt%的矽、0.05wt%至0.30wt%的錳、0.05wt%至0.35wt%的鐵、以及平衡量的鋁。鋁胚料更可選擇性地包含其他元素，例如可包含約0.02wt%的銅。

在一些示範例子中，於步驟100製備鋁胚料時，可先進行步驟102，以製備鋁合金原料。製備鋁合金原料時，可將0.3wt%至5.0wt%的鎂、0.1wt%至1.2wt%的矽、0.05wt%至0.30wt%的錳、與0.05wt%至0.35wt%的鐵熔融於平衡量的鋁原料中，而製備出處於熔融狀態的鋁合金原料。接著，進行步驟104，以將鋁合金原料予以澆鑄成型。熔融狀態的鋁合金原料經由澆鑄而成型為鋁胚料。

製得鋁胚料後，可進行步驟110，以熱軋延鋁胚料，而獲得熱軋鋁捲料。在一些示範例子中，對鋁胚料進行熱軋延時，可先進行步驟112，以對鋁胚料進行預熱處理。預熱處理之溫度可為450℃至540℃。舉例而言，對鋁胚料進行預熱處理時，可將鋁胚料置於溫度為450℃至540℃的預熱爐內，且保持至少二小時。接著，可進行步驟114，以利用熱軋延機對預熱後的鋁胚料軋延。在熱軋延鋁胚料的過程中，溫度可例如控制在250℃至500℃。隨後，可進行步驟116，以將鋁胚料熱軋延後所形成的鋁板材予以盤捲，而獲得熱軋鋁捲料。

完成熱軋延步驟後，可進行步驟120，以對熱軋鋁捲料進行冷軋延步驟，而形成冷軋鋁捲料。進行冷軋延步驟前，可先等熱軋鋁捲料之溫度降至室溫後再進行。在本實施方式中，冷軋延熱軋鋁捲料時，在所軋出之冷軋鋁捲料的二表面中形成許多微孔洞。舉例而言，這些微孔洞的尺寸可為50μm至100μm。在一些實施例中，利用軋輥來對熱軋鋁捲料進行冷軋延，其中此軋輥為粗輥軋輥，即軋輥具有粗糙的軋面，藉以在冷軋延過程中在熱軋鋁捲料的表面中形成微孔洞。

在一些示範例子中，冷軋延時所採用之軋輥的軋面粗糙度為約2.0μm至約4.0μm。發明人發現若軋輥之軋面粗糙度小於2.0μm，在冷軋鋁捲料之表面上製造微孔洞的效果不佳；而若輥面粗糙度大於4.0μm，會導致所軋延出來之冷軋鋁捲料的片面品質不佳。此外，進行冷軋延步驟時，可例如將熱軋鋁捲料的冷軋量控制在約50%至約80%。

完成冷軋延步驟後，可進行步驟130，以對冷軋鋁捲料進行退火處理，而形成鋁合金片。進行退火步驟之退火溫度可例如控制在約300℃至約570℃。在一些示範例子中，進行退火步驟時，可將冷軋鋁捲料加熱至此退火溫度，再使冷軋鋁捲料以自然冷卻的方式冷卻至室溫。鋁合金片製成後，一般會在其表面上塗油，以防止鋁合金片生鏽與氧化。

利用此實施方式所製得之鋁合金片的片面粗糙度可例如為1μm至2μm。由於鋁合金片的表面中具有許多的微孔洞，因此在鋁合金片塗油後而彼此堆疊時，二相鄰鋁合金片之表面的部分凸出結構相互接觸的情況下，鋁合金片上的油可流到微孔洞中，藉此可避免相鄰鋁合金片互相黏附。

以下利用多個實施例與比較例的實驗結果，來更具體說明利用本揭露之實施方式的技術內容與功效，然其並非用以限定本揭露。

在二種實驗鋁胚料材質中，A合金的合金成分為鎂含量在4.5wt%、鐵含量在0.20wt%、矽含量在0.15wt%、錳含量在0.25wt%、銅含量在0.02wt%、其餘為鋁含量。，B合金的合金成分為鎂含量在0.45wt%、鐵含量在0.11wt%、矽含量在1.03wt%、錳含量在0.11wt%、銅含量在0.02wt%、其餘為鋁含量。

實驗鋁胚料之合金成分如下表1所列示。表1

材質	鎂(wt%)	銅(wt%)	錳(wt%)	矽(wt%)	鐵(wt%)
A合金	4.5	0.02	0.25	0.15	0.20
B合金	0.45	0.02	0.11	1.03	0.11

利用上述所揭露之鋁合金片的製造方法，以A合金與B合金來製作鋁合金片，本揭露之實施例採軋面粗糙度為約2.0μm至約4.0μm的軋輥進行冷軋，比較例則採軋面粗糙度小於2.0μm的軋輥進行冷軋。

經不同粗糙度之軋輥冷軋後之鋁合金片的黏片情況列示於下表2。表2

	冷軋輥粗糙度(μm)	片面粗糙度(μm)	塗油量(mg/m ²)	黏片片數	備註
A合金	0.6	0.27	650	8	比較例
A合金	1.7	0.83	650	0	比較例
A合金	1.7	0.81	810	4	比較例
A合金	2.2	1.08	950	0	實施例
B合金	2.2	1.17	770	0	實施例
B合金	3.4	1.64	950	0	實施例

由上表2可看出，避免鋁合金片塗油後產生自黏片現象的關鍵在於控制鋁合金片之片面的粗糙度與塗油量。鋁合金片之片面粗糙度愈高，代表鋁合金片之表面的微孔洞數量愈多且深度愈深，因此鋁合金片可容許更高的塗油量。而鋁合金片的片面粗糙度取決於冷軋輥之輥面的粗糙度。因此，本揭露之實施方式為使高塗油量之鋁合金片亦具有可避免塗油自黏片的功效，而將冷軋輥之輥面的粗糙度控制在約2.0μm至約4.0μm。

由上述之實施方式可知，本揭露之一優點就是因為本揭露之實施方式在鋁捲料之冷軋延步驟中採粗輥軋延方式，以使所形成之鋁合金片的表面具有許多微孔洞。藉由這些微孔洞，可有效避免二鋁合金片的二相鄰片面之間因真空吸引而相黏附。因此，可免除剝離相黏之鋁合金片的程序，而可提升鋁合金片的應用便利性，進而可降低生產成本。

由上述之實施方式可知，本揭露之另一優點就是因為本揭露可有效解決鋁合金片的黏片問題，因此鋁合金片於生產應用上能滿足可自動化生產的需求。

雖然本揭露已以實施例揭示如上，然其並非用以限定本揭露，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:步驟 102:步驟 104:步驟 110:步驟 112:步驟 114:步驟 116:步驟 120:步驟 130:步驟

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：［圖1］係繪示依照本揭露之一實施方式的一種鋁合金片之製造方法的流程圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:步驟

102:步驟

104:步驟

110:步驟

112:步驟

114:步驟

116:步驟

120:步驟

130:步驟

Claims

一種鋁合金片之製造方法，包含：製備一鋁胚料，其中該鋁胚料包含0.3wt%至5.0wt%的鎂、0.1wt%至1.2wt%的矽、0.05wt%至0.30wt%的錳、0.05wt%至0.35wt%的鐵、以及平衡量的鋁；對該鋁胚料進行一熱軋延步驟，以形成一熱軋鋁捲料；對該熱軋鋁捲料進行一冷軋延步驟，以形成一冷軋鋁捲料，其中進行該冷軋延步驟包含形成複數個微孔洞於該冷軋鋁捲之複數個表面中；以及對該冷軋鋁捲料進行一退火步驟，以形成該鋁合金片。
如請求項1所述之方法，其中製備該鋁胚料包含：進行一備料步驟，以將該鎂、該矽、該錳、與該鐵熔融於該鋁中，而製備出處於一熔融狀態之一鋁合金原料；以及對該鋁合金原料進行一澆鑄成型步驟，以製得該鋁胚料。
如請求項1所述之方法，其中進行該熱軋延步驟包含：對該鋁胚料進行一預熱處理，其中該預熱處理之溫度為450℃至540℃；熱軋延該鋁胚料，其中熱軋延該鋁胚料之溫度為250℃ 至500℃；以及進行一盤捲步驟，以獲得該熱軋鋁捲料。
如請求項3所述之方法，其中進行該預熱處理包含將該鋁胚料置於溫度為450℃至540℃之一預熱爐內保持至少二小時。
如請求項1所述之方法，其中進行該冷軋延步驟包含利用一軋輥，該軋輥之一軋面粗糙度為2.0μm至4.0μm。
如請求項1所述之方法，其中進行該冷軋延步驟包含控制一冷軋量為50%至80%。
如請求項1所述之方法，其中該些微孔洞之尺寸為50μm至100μm。
如請求項1所述之方法，其中進行該退火步驟之一退火溫度為300℃至570℃。
如請求項8所述之方法，其中進行該退火步驟包含將該冷軋鋁捲料加熱至該退火溫度，再使該冷軋鋁捲料冷卻至室溫。
一種鋁合金片，利用請求項1至9中任一項之鋁合金片之製造方法所製得，其中該鋁合金片具有二軋延表面，且每一該些軋延表面之一片面粗糙度為1μm至2μm。