[发明专利]含低熔点相铝合金板材的成型工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含低熔点相铝合金板材的成型工艺，属于材料加工工程中板材加工制备技术领域。

背景技术

铝合金中添加的低熔点合金元素，如In、Ga、Hg、Sn等，在铝中固溶度很低，因此在铝合金晶界形成了低熔点相。含有此低熔点相的铝合金具有很好的电化学性能，是应用广泛的化学电源材料。铝汞系列合金可用于海水激活动力电池，该电池可用于海洋资源开发和海防，如海上探测仪器、水下无人潜航器、水下武器装备等；铝锡镓系列合金与过氧化氢组成的半燃料电池具有比能量高、放电电压稳定、存储寿命长、使用安全、无生态污染以及机械充电时间短等突出优点，已用作水下无人运载器、水下导航、通讯和数据采集等电子仪器以及油气开采设备的电源；铝铟系列合金制备的空气电池是继镍氢电池和锂离子电池后电池技术的一次巨大的进步，美国的ELECH公司、加拿大的ALCAN公司、日本的松下公司、南斯拉夫、以色列研制的铝-空气电池在电动汽车、照明电源、通讯设备及海底作业车方面得到了应用。铝镓系列合金是很好的氢能源发生器，能克服目前普遍存在的氢储存和运输两大障碍，加速环保型能源的发展和应用。

由于以上应用低熔点相铝合金的化学电源需要厚度小于0.3mm的铝合金板材，因此此种铝合金板材的成型技术成为开发重点。制备的困难在于：热轧时低熔点相易熔化而使铝板热裂，冷轧时铝板存在加工硬化，不合理的道次加工率和中间退火工艺极易使板材发生过烧，影响进一步轧制，难以制备0.3mm以下厚度的板材。需要一种新型的成型工艺既消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又使低熔点相不过烧，突破国内含低熔点相铝合金板材生产和扩大应用的瓶颈，满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既能消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又能使低熔点相不过烧的含低熔点相铝合金板材的成型工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提供的含低熔点相铝合金板材的成型工艺，包括以下步骤：

(1)、铸锭冷轧

将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至11-12mm，冷轧总变形量达到30％-50％，使铸态组织转变为变形组织；

(2)、二级中间退火工艺再冷轧

将冷轧后具有变形组织的板坯进行二级中间退火，先快速升温至150-200℃，保温0.5-1.5h，然后升温至350-400℃，保温0.5-1h，取出后流动空气冷却，退火使合金元素扩散均匀，并消除板材的方向性，减少第二相被拉长的趋势，然后将铝合金板材多道次冷轧到1.8mm，每道次压下量为8-12％，板材不开裂，而且晶粒细小，保证了良好的力学、耐腐蚀以及电化学性能。此工艺的关键在于退火温度、时间以及每道次变形量的控制。

(3)、中间退火再冷轧

对板材快速升温至150-200℃，保温2-4h，取出后流动空气冷却，将中间退火的板材多道次冷轧到0.1mm，并保证板材表面光洁度，冷轧板材每道次压下量为4-6％。此工艺的关键在于每道次变形量的控制。

(4)、板材矫平及精整

将冷轧后的薄板进行矫平和精整，保证尺寸精度。

采用上述技术方案的含低熔点相铝合金板材的成型工艺，在制备方面的特点是：1)将铁模水冷的厚度为18-20mm的锭坯多道次冷轧至11-12mm，总变形量达到30％-50％；2)对已加工硬化的板材采取二级中间退火工艺，先快速升温至150-200℃，保温0.5-1.5h，然后升温至350-400℃，保温0.5-1h，取出后流动空气冷却，以此消除板材的方向性，减少第二相被拉长的趋势并使合金元素扩散均匀。然后将铝合金板材多道次冷轧到1.8mm，每道次变形量控制在10％，使板材不开裂，而且晶粒细小，保证其良好的力学、耐腐蚀以及电化学性能；3)对板材快速升温至150-200℃，保温2-4h，取出后流动空气冷却，将中间退火的板材冷轧到0.1mm，每道次变形量控制在5％，并保证板材表面光洁度；4)矫平及精整，保证尺寸精度。

本发明的优点和积极效果

本发明提供的成型工艺，制备规格为0.1mm×500mm×500mm，厚度公差为±0.01的含低熔点相铝合金板材，该板材晶粒细小，组织均匀，缺陷少，力学、耐腐蚀以及电化学性能均得到提高。此成型工艺能使高电化学活性的铝合金板在化学电源领域得到广泛的应用，提升中国铝能源材料的国际竞争力。

综上所述，本发明是一种既能消除每道次冷轧后铝合金板材的内应力和加工硬化，又能使低熔点相不过烧的含低熔点相铝合金板材的成型工艺。