[发明专利]一种控制亚稳相细化铝锭初生相的工艺方法

说明书

所属技术领域

本发明属于铝合金加工技术领域，特别是涉及一种控制亚稳相细化铝锭初生相的工艺方法。

背景技术

1×××系合金是生产优质双零铝箔的主要材料。目前国内外对优质双零铝箔的衡量指标，主要包括三个方面：1)针孔率；2)成品率；3)卷重(断带次数)。为了提高铝箔质量，铝箔业目前侧重于生产设备和加工技术的升级、改进。由于箔材的厚度很薄，在轧制过程中，当毛料的厚度小于或接近其中化合物的尺寸时，容易在粗大化合物处产生针孔，甚至导致断带。经分析，铝箔毛料中的化合物包括初生结晶相颗粒和沉淀析出相粒子。析出相的尺寸通常较小，不会对塑性产生较大的危害；因此控制铸锭组织中粗大化合物相颗粒的尺寸和数量是降低针孔率、提高塑性加工性能和铝箔产品质量的一个重要手段之一。为了尽可能减小铸锭组织中粗大结晶相颗粒的尺寸和数量，现有技术中通常采用快速凝固法、或采用常规的均匀化处理设法使这些粗大结晶相颗粒重新溶解在铝基体中。采用快速凝固法可以使化合物的尺寸大大减小，目前已得到实际应用的有薄带铸轧方法。但由于薄带铸轧法存在表面质量差等缺陷，生产高品质的铝箔产品仍需使用传统热轧坯料；而常规的均匀化处理对粗大结晶相的细化效果并不理想。如何细化传统热轧坯料中化合物相的尺寸已成为提高铝箔产品质量亟待解决的一个关键问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种通过控制亚稳相细化铝锭初生相的工艺方法，从而有效控制铝箔毛料的质量，达到获得优质成品箔材的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用半连续铸造工艺生产的铸锭，在低于亚稳相高温区相变临界转变温度和时间下进行均匀化处理，以控制铸锭中亚稳相在高温区的转变和平衡相的长大；均匀化退火后的铸锭经大于99％的变形量进行轧制加工后，在亚稳相中温区相变鼻部温度附近进行退火处理，以促进原有亚稳相在中温区的相变，该相变使亚稳相转变为细小、球状的新相。该工艺方法是利用初生相在高温区和中温区的不同相变反应及其相关产物，通过选择适当的热处理温度和时间，控制相变反应的发生及相变反应程度来细化初生相。通过对上述亚稳相高温相变和中温相变的合理控制，从而有效地控制了铝箔毛料中第二相的尺寸范围。本发明的目的可以通过以下工艺来加以实现：

1)采用半连续铸造工艺生产的铸锭，在560℃～600℃左右进行6～13h的均匀化处理。均匀化退火前铸锭中主要的物相有α_c(AlFeSi)、片状或块状非平衡β_p(AlFeSi)、非平衡二元Al-Fe相Al_mFe和Al₆Fe，以及不规则长针状相Al₃Fe等物相。均匀化过程中，非平衡β_p(AlFeSi)相和Al₆Fe、Al_mFe相将逐渐溶解并分别转化为平衡棒状β_b(AlFeSi)相和针状Al₃Fe相，同时铸锭组织中原有的Al₃Fe相和β_b(AlFeSi)相将不断长大。均匀化温度越高，上述过程进行得越快、越充分。因此如果均匀化温度过高或时间过长，铸锭中将生成较多尺寸较大的Al₃Fe相和β_b(AlFeSi)相。这些粗大的第二相对轧制薄箔非常不利。实验表明，在560℃～600℃左右进行6～13h的均匀化处理(均匀化温度取上限时，应取均匀化时间的下限)，可有效抑制β_p(AlFeSi)相在高温区向平衡相β_b(AlFeSi)的转变，同时控制平衡相Al₃Fe的长大；

2)均匀化退火后的铸锭直接在340℃～400℃范围内进行4～20h退火处理，或进行变形加工后在340℃～400℃范围内进行4～20h退火处理。在340℃～400℃×4～20h的退火中发生相变β_p(AlFeSi)→α_c(AlFeSi)，生成细小、球状的α_c(AlFeSi)相，从而细化了初生相β_p(AlFeSi)。通过控制相变反应β_p(AlFeSi)→α_c(AlFeSi)的程度，可有效地控制铝箔毛料中第二相的尺寸范围。

本发明提供的一种控制亚稳相细化铝锭初生相的工艺方法，具有以下特点：